Целлюлоза является одним из самых распространенных и широко распространенных органических соединений и промышленных побочных продуктов на Земле. Тем не менее, несмотря на десятилетия обширных исследований, восходящее использование целлюлозы для изготовления трехмерных объектов по-прежнему сталкивается с проблемами, которые ограничивают ее практическое применение: производные с сильным загрязняющим эффектом, используемые в сочетании с пластиками, отсутствие масштабируемости и высокая стоимость производства.
Тем не менее, исследователи из Сингапурского университета технологий и дизайна (SUTD) недавно продемонстрировали использование целлюлозы для устойчивого производства/изготовления больших 3D-объектов. Их подход отличается от обычной ассоциации целлюлозы с зелеными растениями и вдохновлен стенкой грибоподобных оомицетов, которая воспроизводится путем введения небольшого количества хитина между волокнами целлюлозы. Полученный клейкий материал (материалы) грибоподобного происхождения (FLAM) является прочным, легким и недорогим, и его можно формовать или обрабатывать с использованием методов деревообработки.
Этот материал полностью экологически устойчив, так как при его производстве не использовались органические растворители или синтетические пластики. Он масштабируется и может быть воспроизведен в любом месте без специальных средств. FLAM также полностью биоразлагаем в естественных условиях и вне помещений для компостирования. Стоимость FLAM находится в диапазоне обычных пластиков и в 10 раз ниже, чем стоимость обычных нитей для 3D-печати, таких как PLA (полимолочная кислота) и ABS (акрилонитрилбутадиенстирол), что делает его не только более устойчивым, но и более экономичный заменитель. Кроме того, исследователи разработали технологию аддитивного производства, специфичную для этого материала.
Соруководитель этого исследования, помощник профессора SUTD Хавьер Гомес Фернандес, также известный разработкой Shrilk, сказал: «Мы считаем, что этот первый крупномасштабный процесс аддитивного производства с использованием самых распространенных биологических полимеров на земле станет катализатором перехода к экологически безвредным и замкнутым моделям производства, в которых материалы производятся, используются и разлагаются в закрытых региональных системах Это воспроизводство и производство с использованием состава материала, обнаруженного в стенке оомицета, а именно немодифицированной целлюлозы, небольшого количества хитозана - вторая по распространенности органическая молекула на Земле - и низкоконцентрированная уксусная кислота, вероятно, является одним из самых успешных технологических достижений в области биоматериалов».
Соруководитель помощника SUTD профессор Стилианос Дритсас добавил: «Мы считаем, что результаты, представленные здесь, представляют собой поворотный момент для глобального производства с более широким влиянием на множество областей, начиная от материаловедения, экологического проектирования, автоматизации и экономики. До сих пор мы концентрировались на разработке фундаментальных технологий и мало времени уделяли конкретным целевым приложениям. Сейчас мы находимся на стадии поиска промышленных партнеров, чтобы перенести эту технологию из лаборатории в мир».
С увеличением количества отходов и загрязнений возрастает актуальность более устойчивых производственных процессов. Создание технологии, основанной на немодифицированных компостируемых полимерах в большом изобилии, которая не требует пахотных земель или лесных ресурсов, будет способствовать переходу к экологически безопасному производству и устойчивому обществу.