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科学家利用天然成分制造 3D 打印木材

科学家利用天然成分制造 3D 打印木材

莱斯大学的研究人员释放了使用 3D 打印制造可持续木结构的潜力,为传统制造方法提供了更环保的替代方案。

木材在历史上一直因成型过程中产生的浪费行为而受到损害,导致高成本和环境影响。 现在,莱斯大学材料科学和纳米工程研究人员开发出了一种由木质素和纤维素(木材的组成部分)制成的无添加剂水基墨水。 该墨水可用于通过称为直接上墨的 3D 打印技术生产建筑复杂的木结构。

穆罕默德·拉赫曼(中),莱斯大学材料科学和纳米工程助理研究教授及其实验室。 图片由 Gustavo Raskoski/莱斯大学提供。

该作品近期发表在期刊上 科学的进步

莱斯大学材料科学和纳米工程助理研究教授穆罕默德·拉赫曼表示:“直接利用天然成分制造木质结构的能力为更加环保和创新的未来铺平了道路。” “它预示着可持续 3D 打印木结构建筑的新时代。”

其影响是深远的,有可能彻底改变家具和建筑等行业。

“与之前的尝试不同,这种方法专门使用纳米级木材成分进行 3D 打印,代表了该领域的重大进步,”本杰明·M·格林伍德·安德森 (Benjamin M. and Mary Greenwood Anderson) 工程教授、材料科学系教授兼系主任 Pulikle Agyan 说道。和纳米工程。

该研究的主要作者 MSH Thakur 和 Chen Shi 表示,该大学的研究重点是通过调整木质素、纤维素纳米纤维和纳米晶体的比例来改善墨水成分,同时保持天然纤维素木质素的平衡。

该项目合作者、橡树岭国家实验室首席研发官阿米特·纳斯卡 (Amit Naskar) 指出,虽然木质素是地球上最丰富的生物聚合物之一,但它是工业中价值最低的产品。

打印后,进行全面分析以评估 3D 打印木材的表面和内部结构,并将其与天然木材对应物进行比较。 其产量不仅在纹理上、而且在气味和强度上都与天然木材非常相似。

此外,还进行了机械测试来评估抗压和抗弯强度,显示出优于天然轻木的良好结果。

这项研究得到了莱斯大学、联合水稻设备管理局、美国能源部科学办公室以及 FWPERKCK60 基础能源科学与工程部门的支持。

3D木头
莱斯大学的研究人员释放了 3D 打印的潜力。 图片由 Gustavo Raskoski/莱斯大学提供。

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