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
В Нью-Йорке может рухнуть 300-метровый небоскреб, причем не один
Власти твердят, что все безопасно, но статистика неумолима: более сотни жалоб, полторы сотни нарушений, больше сотни штрафов...
Контрабандисты оккупировали Восточную Африку: зачем черных муравьев тайно вывозят в Китай и Европу?
Эксперты предупреждают: такой вывоз в итоге закончится непоправимой экологической катастрофой...
В мире заканчивается речной песок: чем это грозит человечеству?
Ученые говорят, что это самая не замечаемая, а оттого опасная проблема, которая уже касается миллионов людей...
К 2060 году половина плотин в мире выйдет из строя: США — главные в черном списке
Эксперты говорят: если не принять меры, часть Соединенных Штатов может полностью опустеть...
В России снова захотели строить железную дорогу в Индию: почему не удались прошлые попытки?
Эксперты говорят: дерзкий проект мог бы принести российской казне миллиардные прибыли...
За рамками науки: дети, которые помнят свои прошлые жизни
Ученые говорят, что феномена реинкарнации нет, но факты утверждают обратное...
Кольца на деревьях раскрыли тайну гибели последней империи кочевников в Евразии
Поразительно, но падение Джунгарского ханства началось за тысячи километров от Азии, в Северной Атлантике...
Самый наглый археологический фейк в истории: итальянец 20 лет показывал туристам фальшивый амфитеатр Цезаря
Судебный процесс длилось почти десятилетие, но даже сейчас эта история очень далека от завершения...
Тайна огней Марфы, 150 лет не дававшая покоя ученым, похоже, разгадана
Болотный газ? Огни святого Эльма? НЛО? Ответ оказался намного проще и сложнее одновременно...
«Сувенир» от неандертальцев: секреты этих мутаций не разгаданы до конца
Они живут в ДНК 47 000 лет, но почему их совсем нет у африканцев, зато много у жителей Южной Азии...
Авокадо ежедневно меняет пол, и исследователи, наконец, выяснили, как именно
Почему селекционеры и ботаники ждали этого открытия более 100 лет?...
Немецкий ученый был главным в секретной ракетной программе: однажды он вышел из кабинета и исчез навсегда
Как операция «Дамоклов меч» пресекла главную военную операцию целого государства...
Этим книгам осталось жить считаные дни: кто охотится на очень редкие экземпляры, а затем уничтожает их?
Эксперты бьют тревогу: это, пожалуй, самый циничный поворот в истории книгопечатания...