Наноцелюлозу і геміцелюлозу можна отримати практично з будь-якої рослинної сировини
У наш час металу й пластику виробники продовжують цінувати стару добру деревину. Її ударна в’язкість, пористість, міцність при крученні й 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 неможливо відлити у потрібну форму, як пластмасу чи 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 ліс, минуть десятиліття.
Команді дослідників з Технічного університету Чалмерса в Швеції вдалося обійти всі ці проблеми. Вчені розробили метод 3D-друку, який дозволяє швидко і без відходів створити «деревний» об’єкт будь-якої форми й розмірів. При цьому чорнило для принтера можна виготовити на місці із 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 наноцелюлози. Також у чорнилі присутня геміцелюлоза – у 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 программне забезпечення для 3D-принтера, яке дозволяє імітувати тонку структуру деревини, друкуючи характерні для неї наноскопічні волокна. В результаті кінцевий матеріал за своїми механічними та іншими властивостями стає схожим на натуральне дерево.
Дослідники відзначають, що і наноцелюлозу, і геміцелюлозу можна витягти практично з будь-якого рослинної сировини, не тільки на Землі, але й у майбутніх космічних експедиціях:
«Вихідний рослинний матеріал фантастично відновлюваний, 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 нової 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.ua