Новая формула чернил для 3D-печати позволяет создавать предметы, которые тактильно, по запаху и прочности такие же, как деревянные. Об изобретении сообщает Университет Райса (США), статья о нем опубликована в журнале Science Advances.
«В отличие от предыдущих попыток, в этом методе для 3D-печати используются исключительно наноразмерные деревянные компоненты, что знаменует собой значительный прогресс в этой области», — поясняет профессор Пуликель Аджаян.
Особенность чернил в том, что для них используются лигнин и целлюлоза — эти вещества изначально содержатся в древесине, и их легко получить из фрагментов, оставшихся после основного производства.
Целлюлоза представляет полисахарид, который легко переводится в состояние наночастиц и придает изделиям характеристики деревянных. Лигнин обеспечивает прочность, это один из самых распространенных биополимеров на Земле, он содержится в основном в стенках растительных клеток и при этом является наименее ценным элементов на таких производствах, как бумажные фабрики и биоперерабатывающие заводы.
Лнгин и целлюлоза замешиваются на водной основе. Больше никаких добавок в состав не включается, но после печати необходима температурная обработка изделий.
«Мы обнаружили, что оптимальный состав чернил очень похож на состав натуральной древесины, что также обеспечивает соответствующие характеристики деформации и текучести, позволяя печатать очень сложные архитектурные конструкции. Древесина, напечатанная на 3D-принтере, имеет внешний вид, механические свойства, термическую стабильность и обонятельные характеристики, аналогичные характеристикам натуральной древесины», — утверждают разработчики.
Причем подчеркивается, что сравнение проводилось с бальсой. Древесина этих деревьев в высушенном состоянии считается самой легкой в мире, даже легче пробковой, но при этом достаточно прочной. По расчетам, чернила подойдут для производства изделий из мебели, отделочных материалов и даже строительных конструкций.
Отмечается, что появление «деревянных» чернил не только дает новый способ производства, но и, потенциально, должно сократит вырубку лесов, ведь оно обеспечит более полную переработку сырья.
«Натуральная древесина на протяжении тысячелетий служила основным материалом для зданий, мебели и архитектурных сооружений. Однако часто остается значительный объем древесных отходов, что ведет к неэффективному использованию материалов и увеличению производственных затрат», — поясняют ученые.