Інженери винайшли спосіб переробляти відходи деревооброблення на чорнило, придатне для 3D-друку. У попередніх тестуваннях технології надрукували, зокрема, мініатюрні меблі — столи та стільці. Однак у майбутньому метод може згодитися і для друку повнорозмірних меблів та навіть будинків, вважають науковці. Він покликаний зменшити кількість відходів деревини та зробити предмети з нього дешевшими. Винахід науковці описали у журналі Science Advances.
Надруковані з деревини мініатюрні меблі. Md Shajedul Hoque Thakur et al. / Science Advances, 2024
👋 Слідкуйте за наукою разом з нами — підписуйтеся на наш телеграм та інстаграм, буде цікаво!
Як друкувати деревиною?
Науковці спершу хімічно розділили деревину на два його основні компоненти — лігнін та целюлозу. Останню розділили на фракції у вигляді нановолокон та нанокристалів, після чого з'єднали з порошковим лігніном з водою. У результаті цього отримали в'язку суміш, придатну для друку. Пропускаючи таке деревне чорнило через сопло 3D-принтера, інженери змогли пошарово створювати тривимірні об'єкти з переробленої деревини. Поки що вони надрукували меблі розміром у кілька сантиметрів, фігуру бджолиних сот, решітку та літери.
Фігури, надруковані з деревини. Md Shajedul Hoque Thakur et al. / Science Advances, 2024
Однак на цьому виготовлення ще не завершується, оскільки вироби слід зробити міцними. Зразки ще піддали висушуванню заморозкою, чим зменшили їхню масу на 74 відсотки. Тоді вироби нагріли до 180 градусів Цельсія, оскільки за таких умов лігнін стає пластичним та слугує свого роду клеєм, затікаючи в прогалини між структурами целюлози та з'єднуючи їх. Зображення з мікроскопа показали, що після нагрівання проміжки між шарами деревини зменшилися більш ніж наполовину, без зміни розмірів чи форми виробів. Зрештою, надруковані фігури нагадували вироби з природного дерева як на вигляд, так і на запах, дотик та механічні властивості. Вчені сподіваються, що технологія стане в пригоді як екологічно чистий спосіб перероблення деревини.
Що ще інженери роблять з деревиною
🪟 Завдяки цитрусовому екстракту деревину навчилися робити прозорою. Вона може замінити пластикові вироби у побуті
🥷 З'єднавши деревину з водоростями, науковці створили з суміші піну, яка виявилася потенційним ефективним камуфляжем. Він може маскувати не лише від людського ока, а й тепловізора
🔪 Матеріалознавці створили липовий ніж, що обійшов у гостроті сталевий. Для цього деревину довелося загартувати, що збільшило її міцність у 23 рази