Репортаж от Wedoany，Команда профессора Малгожаты Збоиньской из Технологического университета Чалмерса (Chalmers University of Technology) в Швеции разработала биоматериал для 3D-печати строительных элементов, используя инактивированные пекарские дрожжи, целлюлозу, водоросли, растительный сахар и воду. Соответствующее исследование было опубликовано 5 марта в журнале «Frontiers of Architectural Research».
Этот экспериментальный материал представляет собой пластичную пасту, содержащую инактивированные дрожжи, волокна древесной целлюлозы, альгинат натрия из водорослей, растительный сахар и воду. Смесь образует однородный гидрогель, который сохраняет форму в процессе цифрового производства. Исследователи сначала нагрели дрожжи для их инактивации, чтобы в конечном продукте не осталось живых клеток. Печать осуществляется под давлением при комнатной температуре, без необходимости энергоемкого нагрева и дополнительных опорных структур. После печати детали естественным образом высыхают, испарение воды приводит к затвердеванию геля в легкое, стабильное твердое тело.
Размер напечатанных прототипов составляет 20×50 см. В зависимости от рецептуры и рисунка печати эти детали пропускают от 5,6% до 31,6% света. Исследовательской группе удалось изменить цвет, текстуру, пористость и полупрозрачность материала. Средняя прочность на разрыв самых прочных деталей достигла 2,7 МПа, а относительное удлинение до разрыва — до 25,2%. Исследователи отмечают, что цель по характеристикам этого материала — не заменить конструкционные материалы, такие как сталь и бетон, а заменить изделия для интерьера, полученные из ископаемого топлива или трудно поддающиеся переработке. Возможные области применения включают стеновые панели, перегородки, экраны для регулирования света, обои, шторы, синтетическую плитку и декоративные пластиковые панели.
Исследование показывает, что неповрежденные дрожжевые клетки действуют как наполнитель и увеличивают объем; при инактивации они высвобождают внутренние компоненты, способствующие связыванию смеси. Это свойство позволяет изменять характеристики материала путем простой корректировки рецептуры. Данный биоматериал еще не готов к практическому применению: команда не тестировала его долговечность, долгосрочную реакцию на влажность, тепловое поведение, акустические свойства и влияние на людей с аллергией на дрожжи. Кроме того, необходимо повысить точность печати, масштабировать методы производства и скорректировать изгиб и усадку деталей в процессе сушки.
Тимоти Лонг, профессор и директор Центра биодизайна для устойчивых макромолекулярных материалов и производства (Center for Biodesign for Sustainable Macromolecular Materials and Manufacturing) при Университете штата Аризона (Arizona State University), отметил, что биоматериалы обычно считаются более безопасными при утилизации, но сокращение отходов по-прежнему зависит от протоколов сбора, переработки и повторного использования. Он заявил, что разложение биоматериалов может быть безопаснее, чем разложение небиоразлагаемых материалов.
Данный материал скомпилирован платформой Wedoany. При цитировании материалов, созданных с помощью искусственного интеллекта (ИИ), необходимо обязательно указывать источник — «Wedoany». В случае выявления нарушения прав или иных проблем просим своевременно информировать нас. Сайт оперативно внесёт изменения или удалит материал.Электронная почта: news@wedoany.com
