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用木材“墨水”3D打印家具

图片来源:Thakur

用废弃木材3D打印的微型桌椅。

回收的木材可以变成3D打印的“墨水”,从而为制造家具甚至建造房屋提供一种更可持续的方式。相关研究3月15日发表于《科学进展》。

美国莱斯大学的Muhammad Rahman说,几个世纪以来,木材一直被用于建筑和构造目的。但使用木材并不是特别有效益,因为将其凿成特定尺寸会导致大量浪费。

为了利用剩余的木材,Rahman和同事将其分解为木质素和纤维素——这两种分子是木材坚硬结构的关键,然后将它们分解成纳米纤维和纳米晶体。最终,他们将纤维素和木质素与水重新组合,制成一种类似黏土的物质,可以作为墨水使用。

通过一个喷嘴形成墨水层,研究人员利用这种物质来3D打印物体。

为了提高3D打印物体的强度,团队将其冷冻干燥以去除水分,然后快速加热至180摄氏度,使木质素软化并与纤维素融合。

“我们可以模仿天然木材的纹理等所有视觉和嗅觉特性。”Rahman说。在压缩测试中,该产品的耐用性是天然巴尔沙木的近6倍;在弯曲测试中,其柔韧性是天然巴尔沙木的3倍。

到目前为止,研究人员已经成功用这种墨水3D打印出了微型家具和蜂窝结构,但他们希望最终能用它来建造更大的物体,如房屋。

“我们需要重新思考如何在不砍伐树木的情况下建造结构。”Rahman说,“如果我们能够使用3D打印而不是传统方法回收废木材,那将是向前迈出的一大步。”(李木子)

相关论文信息:

https://doi.org/10.1126/sciadv.adk3250

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