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
Поделили Москву на «зоны влияния»: генетики рассказали, как живут крысиные «народы» столицы
Почему московские грызуны оказались «неуязвимыми мутантами» и зачем им реки для жизни?...
Куда делась атомная бомба Гитлера? Физики увидели то, что упустили историки
Ученые подчеркивают: многие из громких мифов 1940-е годов, скорее всего, не выдержат проверки реальными фактами...
Самая известная мумия Южной Америки снова «заговорила»: последние ее месяцы были очень мрачными
Археологи говорят: именно на этой жестокой практике держалась вся империя инков...
В морском льду Антарктиды протаяла дыра площадью с Португалию. Теперь ученые знают, почему
Эксперты говорят: сбой ледового ритма опасен для Мирового океана и планеты в целом...
Что будет с Азовским морем? Российские ученые просчитали четыре варианта развития событий
Исследователи объяснили, почему при любом раскладе море не будет прежним. Но каким тогда?...
Не хуже Тутанхамона: почему сокровища забытых цариц из Ассирии поразили ученых?
Особенно загадочной оказалось гробница II, причем ее тайна до конца не раскрыта и по сей день...
Черная смерть — двигатель прогресса: как эпидемия чумы в корне поменяла ход истории в Европе
Неожиданно: книгопечатание, отмена крепостного права, раскол западного христианства — это лишь немногие последствия пандемии...
За 320 миллионов лет Земля как минимум 4 раза опрокидывалась набок
Поразительное, но такое заваливание идет прямо сейчас. И геологи рассказали, как и почему это происходит...
Он помогал нести крест Христу: надпись на саркофаге проливает свет на библейского персонажа
2000-летний гроб был найден еще 1941 году, но ученые до сих пор не пришли к какому-то общему мнению. Почему?...
40 000-летний подводный город нашли в Турции: почему официальная наука против такой даты?
Интересно, что древний объект находится недалеко от горы Арарат, где прямо сейчас ищут легендарный Ноев ковчег...
Тихий океан стал вести странно: молодая вода быстро стареет, а старая, наоборот, молодеет. В чем причина?
Особенно страдает северная часть океана. Но и есть хорошая новость...
Кита лечили тем, от чего обычно умирают: этот эксперимент изменил медицину
Одиннадцатилетняя белуха угасала от неизлечимой болезни, и тогда ученые пошли на рискованные опыты...
Таинственные пещерные иероглифы в Мексике раскрывают давно потерянную письменность
Оказалось, что разгадки лучше всего искать не в городах, а на склонах гор в глуши...
Искусственная гравитация: ученые рассказали, появится ли вообще главная фишка из фантастических фильмов в космосе
Космические инженеры знают три способа обмануть невесомость. Но пока рабочий из них только один, да и то есть нюансы...
Раскрыта 217-летняя тайна: искусственный интеллект взломал зашифрованное письмо Наполеона
Нейросети последних лет — это реальный прорыв: только за несколько недель было вскрыто более 30 безнадежных шифров...