Ученые MIT продемонстрировали 3D-печать целлюлозой

Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) испытали методику экструзионной 3D-печати целлюлозой, продемонстрировав несколько потенциальных преимуществ хорошо известного материала над привычными термопластами.«Целлюлоза – самый распространенный органический полимер и материал, в наибольшей степени отвечающий за механические свойства древесины. Благодаря своей дешевизне, возобновляемости, биоразлагаемости и химической универсальности целлюлоза и ее производные используются во многих продуктах: фармацевтических препаратах, медицинских изделиях, пищевых добавках, строительных материалах, одежде, где угодно. И многие из перечисленных областей могли бы извлечь выгоду из кастомизации, возможной благодаря аддитивным технологиям», – считает Себастьян Паттинсон, один из авторов проекта.

Использование целлюлозы в качестве расходного материала для 3D-печати – идея не новая, но пока не нашедшая особо успешного применения. Температура стеклования целлюлозы лежит выше температуры ее термического распада, что отчасти объясняется водородными связями между молекулами. Кроме того, межмолекулярное взаимодействие делает растворы с высокой концентрацией целлюлозы слишком вязкими для экструзии.Вместо этого исследователи выбрали широкодоступный ацетат целлюлозы (ацетилцеллюлозу). В этом материале часть водородных связей замещается ацетатными группами. Ацетилцеллюлоза растворяется в ацетоне и неплохо поддается экструзии, а по мере испарения растворителя вновь застывает. Постобработка гидроксидом натрия позволяет восстанавливать водородные связи и повышать прочность 3D-печатных изделий. Согласно Паттинсону, результаты превышают показатели прочности наиболее распространенных материалов для 3D-печати, то есть АБС и ПЛА.

Но это далеко не все. Ученые продемонстрировали возможности нового материала, подмешав в ацетилцеллюлозные «чернила» антисептический состав, а затем напечатав хирургический пинцет, сохранивший противомикробные свойства исходного материала. По мнению исследователей, подобные 3D-печатные приспособления могли бы найти применение при нехватке одноразовых хирургических инструментов или в условиях, не дотягивающих до идеальной стерильности. Наконец, продемонстрированная методика 3D-печати может позволить добиться повышенной производительности, так как объем экструзии материала не завит от тепловой мощности оборудования. Расходный материал и так подается в пластичном виде при комнатной температуре, а отверждается высыханием, причем скорость испарения растворителя можно повышать с помощью принудительной вентиляции горячим воздухом. Полный доклад исследовательской группы доступен по этой ссылке.

А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.