У наше століття металу і пластика виробники продовжують цінувати стару добру деревину. Її ударна в'язкість, пористість, міцність при крученні і інші властивості ідеально підходять для багатьох виробів. Ще одна безперечна перевага дерева в тому, що це екологічно чистий, поновлюваний і біорозкладаний матеріал.
Але є у нього і недоліки - і головний з них в тому, що виробу важко надати необхідну геометрію. Деревину можна відлити в потрібну форму, як пластмасу або метал. А вирізання і виточування псує ультраструктуру дерева і створює велику кількість відходів, які треба утилізувати. Крім того, дерева просто повільно ростуть: перш ніж на місці колишніх вирубок знову з'явиться придатний для заготівлі лісу, минуть десятиліття.
Команді дослідників з Технічного університету Чалмерса в Швеції вдалося обійти всі ці труднощі. Вчені розробили метод 3D-друку, який дозволяє швидко і без відходів створити «деревний» об'єкт будь-якої форми і розмірів. При цьому чорнило для принтера можна виготовити на місці з соломи або інших відходів сільського господарства.
Як повідомляється, в першу чергу дослідники розробили інноваційні чорнила, основний компонент яких - целюлоза - ріднить їх з натуральною деревиною. Правда, для друку целюлоза використовується не в звичайному вигляді, а у формі так званої наноцеллюлози. Також в чорнилі присутній геміцелюлоза - в природі вона надає додаткову міцність і твердість клітинних стінок в деревних тканинах, приблизно ту ж роль ця речовина відіграє і в штучній деревині.
Потім вчені створили ПО для 3D-принтера, яке дозволяє імітувати тонку структуру деревини, друкуючи характерні для неї наноскопичні волокна. В результаті кінцевий матеріал за своїми механічними і іншими властивостями стає схожим на натуральне дерево.
Дослідники відзначають, що і наноцелюлозу, і геміцелюлозу можна витягти практично з будь-якої рослинної сировини, не тільки на Землі, але і в майбутніх космічних експедиціях: «Вихідний рослинний матеріал фантастично відновлюємо, тому сировину можна добувати на місці під час тривалих космічних подорожей, на Місяці або на Марсі. Якщо ви будете вирощувати їжу, то з великою ймовірністю вам будуть доступні целюлоза і геміцелюлоза».
Втім, у новій технології є і більш «земне» потенційне застосування - зокрема, вона дозволить виготовляти тару для продуктів харчування, лікарських препаратів і предметів одягу прямо на місці їх виробництва, без дорогого перевезення. Автори вже роздрукували прототипи подібної упаковки.
Ложка дьогтю полягає в тому, що виробництво наноцелюлози з целюлози - на сьогоднішній день досить дорогий процес, і в результаті ні про яку економію поки говорити не доводиться. Перш ніж «деревна революція» в 3D-друку стане можливою, хімікам належить розробити дешевий спосіб отримання цього матеріалу.
Джерело: ITC
