Из отходов деревообработки сделали чернила для 3D-печати
Объединённая команда материаловедов из Университета Райса, Техас, и Национальной лаборатории Ок-Риджа, Теннесси, разработали способ превратить древесные отходы в материал для печати, фактически чернила. В результате готовые предметы кажутся похожими на деревянные. Статью о новом материале для трёхмерной печати опубликовали в журнале Science Advances («Научные достижения»).
Использование древесины по старинке как сырьё для столярных изделий не очень эффективно. Чтобы собрать стол или стул, сначала получают обрезную доску или брус. Естественно, на лесопилке остаётся много отходов, в основном — опилки. Наконец-то исследователи нашли способ превращать такие отходы в полезные изделия.
Чтобы изготовить чернила для трёхмерной печати, изобретатели сначала измельчили древесину с опилками в мелкую пыль. Добавив химические вещества, они расщепили составляющие древесину целлюлозу и лигнин на нанокристаллы и нановолокна.
Целлюлоза, она же древесная клетчатка, — это органическое соединение, углевод, если подробнее — полисахарид. Это белое твёрдое вещество, нерастворимое в воде. Кстати, хлопковые волокна представляют собой чистейшую натуральную форму целлюлозы, содержащую более 90% этого вещества.
А лигнин — сложное полимерное соединение в виде одеревеневших стенок растительных клеток. Это также ценное химическое сырьё для многих производств и медицины. Любопытно, что лигнин, как и древесная целлюлоза, разлагается со временем в процессе окисления и придаёт старым книгам приятный запах.
Вернёмся к новой технологии для объёмной печати. На очередном этапе учёные заново соединили два вещества с добавлением воды. В результате получилось нечто похожее на глину, которая и стала чернилами для заправки 3D-принтера.

Учёные напечатали из смеси несколько объектов малой формы: миниатюрные столы и стулья. Затем они использовали метод сублимационной сушки, чтобы удалить влагу из изделий, а затем «приготовили» их при температуре 180 °C, чтобы сплавить целлюлозу с лигнином. В результате получилось нечто похожее на заново пересобранную людьми древесину. На всякий случай поясним, что сублимационная сушка также известна как лиофилизация или криодесикация — это замораживание вещества или материала с понижением давления, благодаря чему удаляется влага.
Изобретатели увидели, что регулировкой процесса печати можно формировать у изделий поверхность, подобную древесине. Кстати, готовые объекты также пахли настоящей древесиной.
Эксперименты показали, что созданные таким образом предметы вшестеро долговечнее изготовленных из натурального дерева. Исследователи также обнаружили, что их напечатанные объекты были в три раза гибче аналогов из обычной древесины.
Изобретатели убеждены, что придуманная ими технология должна сработать и для создания не только «кукольной мебели», но и полноразмерных изделий, в том числе полноценной мебели или даже жилья.
Использование древесины по старинке как сырьё для столярных изделий не очень эффективно. Чтобы собрать стол или стул, сначала получают обрезную доску или брус. Естественно, на лесопилке остаётся много отходов, в основном — опилки. Наконец-то исследователи нашли способ превращать такие отходы в полезные изделия.
Чтобы изготовить чернила для трёхмерной печати, изобретатели сначала измельчили древесину с опилками в мелкую пыль. Добавив химические вещества, они расщепили составляющие древесину целлюлозу и лигнин на нанокристаллы и нановолокна.
Целлюлоза, она же древесная клетчатка, — это органическое соединение, углевод, если подробнее — полисахарид. Это белое твёрдое вещество, нерастворимое в воде. Кстати, хлопковые волокна представляют собой чистейшую натуральную форму целлюлозы, содержащую более 90% этого вещества.
А лигнин — сложное полимерное соединение в виде одеревеневших стенок растительных клеток. Это также ценное химическое сырьё для многих производств и медицины. Любопытно, что лигнин, как и древесная целлюлоза, разлагается со временем в процессе окисления и придаёт старым книгам приятный запах.
Вернёмся к новой технологии для объёмной печати. На очередном этапе учёные заново соединили два вещества с добавлением воды. В результате получилось нечто похожее на глину, которая и стала чернилами для заправки 3D-принтера.

Учёные напечатали из смеси несколько объектов малой формы: миниатюрные столы и стулья. Затем они использовали метод сублимационной сушки, чтобы удалить влагу из изделий, а затем «приготовили» их при температуре 180 °C, чтобы сплавить целлюлозу с лигнином. В результате получилось нечто похожее на заново пересобранную людьми древесину. На всякий случай поясним, что сублимационная сушка также известна как лиофилизация или криодесикация — это замораживание вещества или материала с понижением давления, благодаря чему удаляется влага.
Изобретатели увидели, что регулировкой процесса печати можно формировать у изделий поверхность, подобную древесине. Кстати, готовые объекты также пахли настоящей древесиной.
Эксперименты показали, что созданные таким образом предметы вшестеро долговечнее изготовленных из натурального дерева. Исследователи также обнаружили, что их напечатанные объекты были в три раза гибче аналогов из обычной древесины.
Изобретатели убеждены, что придуманная ими технология должна сработать и для создания не только «кукольной мебели», но и полноразмерных изделий, в том числе полноценной мебели или даже жилья.
- Дмитрий Ладыгин
- science.org/doi/10.1126/sciadv.adk3250
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Где искать миллионы индейцев, погибших от оспы: новая теория может шокировать
Ученые доказали: могилы не пропали, их никто даже не копал. Но почему так произошло?...
Защитника замка словно пропустили через мясорубку: ученые воссоздали действие супероружия XIV века
Почему историки говорят, что это было даже не война, а технологическое шоу?...
Личность пророка Моисея, возможно, раскрыта: следы ведут к легендарной царице Египта
По словам историков, новое исследование собрало максимальное количество возможных доказательств...
Маяки на «космических батарейках»: почему советское наследие оказалось очень опасным?
Когда-то отечественные инженеры отлично справились со своей задачей, но за все в этой жизни нужно платить...
Марсианский детектив: аппарат разбил лазером камни на Красной планете и нашел внутри драгоценности
Почему ученые назвали это открытие огромным прорывом в планетологии?...
Удивительная суперспособность помогла человечеству пережить последний ледниковый период
Ученые говорят: древние люди даже не дрожали от холода. Но как это у них получалось?...
Разрушен миф о глупой птице-великане: что нашли ученые в черепе додо с Маврикия?
Сейчас наука считает: нелетающий голубь весом 15 килограмм был незаслуженно оболган. На самом деле, он был совсем другим...
Жизнь на Венере или хитрая афера: кому в 2020 году понадобилось запускать ракету на соседнюю планету?
Самое поразительное в этой истории то, что главный вопрос в ней так и остался открытым...
Проект A119: как Америка хотела бороться за мир во всем мире... ядерной бомбардировкой Луны
Почему же эта сверхамбициозная программа в итоге была отменена и что напугало в ней американских генералов?...
На первом месте из 500: названы самые опасные в плане радиации профессии
С виду безобидные и престижные специальности оказались опаснее работы рядом с реактором или рентгеновским аппаратом...
Небо зеленого цвета: почему ученые считали народы Севера «цветовыми инвалидами»?
И как так вышло, что сейчас у северян с цветовосприимчивостью все замечательно?...