科學(xué)家研制出更加綠色環(huán)保的木質(zhì)3D打印原料

作為一種有機(jī)聚合物，木質(zhì)素可在自然狀態(tài)下呈現(xiàn)緊密交織，從而為植物起到重要的剛性支撐等作用。但當(dāng)將這些資源轉(zhuǎn)化為紙張時(shí)，會在制造過程中留下大量的浪費(fèi)。為此，德國弗萊堡大學(xué)的一支研究團(tuán)隊(duì)，特地開發(fā)出了一種能夠讓有機(jī)聚合物“廢物再利用”的方法 —— 將之轉(zhuǎn)化為一種適合3D打印的生物糊劑的基礎(chǔ)成分。

此前已有許多研究團(tuán)隊(duì)開展過將木質(zhì)素回收再利用的方法，比如用于碳纖維、更堅(jiān)固的混凝土、甚至降低電池的制造成本。

然而在現(xiàn)實(shí)情況下，大部分還是被焚化產(chǎn)生生物能，并將之作為造紙過程的一部分，以期在未來找到新的回收再利用方法。

弗萊堡大學(xué) Marie-Pierre Laborie 教授表示，研究團(tuán)隊(duì)正在試驗(yàn)一種新型生物粘貼材料，其由基于纖維素（生物質(zhì)的另一關(guān)鍵成分）和木質(zhì)素結(jié)晶而成。

其實(shí)早在 1980 年代，就有另一支科學(xué)家團(tuán)隊(duì)對此展開過研究。當(dāng)時(shí)的發(fā)現(xiàn)是，晶體可為糊狀物提供一定的強(qiáng)度支撐，而木質(zhì)素在其中扮演了膠水的角色。

通過不斷試驗(yàn)這種生物糊劑的組成，研究人員還發(fā)現(xiàn)了其它可調(diào)節(jié)的特性，使之能夠根據(jù)木質(zhì)素的方向、以及材料的比例而變得更加堅(jiān)硬或柔韌。

結(jié)果是，科學(xué)家們打造出了由一半木質(zhì)素、一半纖維素制程的粘稠生物糊劑。其不僅易于加工，還具有迅速固話的特性，相當(dāng)適合作為3D打印時(shí)的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)、目前該團(tuán)隊(duì)已使用山毛櫸樹中的木質(zhì)素來生產(chǎn)生物糊劑，并注意到如果從其它植物中提取木質(zhì)素，最終成品原料的特性可能略有不同。

下一步，他們將研究如何將木質(zhì)素作為造紙工業(yè)的廢棄物而納入新工藝中。有關(guān)這項(xiàng)研究的詳情，已經(jīng)發(fā)表在近日出版的《應(yīng)用生物材料》（Applied Bio Materials）期刊上。

相關(guān)鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsabm.0c00661