Cellulosa är en av de vanligaste och mest spridda organiska föreningarna och industriella biprodukterna på jorden. Än, trots årtionden av omfattande forskning, användningen av cellulosa nedifrån och upp för att tillverka 3D-objekt plågas fortfarande av problem som begränsar dess praktiska tillämpningar:derivat med enorma föroreningseffekter, används i kombination med plast, bristande skalbarhet och höga produktionskostnader.

Dock, forskare från Singapore University of Technology and Design (SUTD) har nyligen visat användningen av cellulosa för att hållbart tillverka/tillverka stora 3D-objekt. Deras tillvägagångssätt avviker från den vanliga associationen mellan cellulosa och gröna växter och är inspirerad av väggen hos de svampliknande oomyceterna, som återges och introducerar små mängder kitin mellan cellulosafibrer. Det resulterande svampliknande limmaterialet (FLAM) är starkt, lätt och billig, och kan formas eller bearbetas med hjälp av träbearbetningstekniker.

Detta material är helt ekologiskt hållbart eftersom inga organiska lösningsmedel eller syntetisk plast användes för att tillverka det. Den är skalbar och kan reproduceras var som helst utan specialutrustning. FLAM är också helt biologiskt nedbrytbart i naturliga förhållanden och utanför komposteringsanläggningar. Kostnaden för FLAM är i intervallet för råvaruplast och 10 gånger lägre än kostnaden för vanliga filament för 3-D-utskrift, såsom PLA (polymjölksyra) och ABS (akrylnitrilbutadienstyren), gör det inte bara mer hållbart utan också ett mer kostnadseffektivt substitut. Forskarna har vidare utvecklat en additiv tillverkningsteknik specifik för materialet.

Medledare för denna forskning, SUTD Assistant Prof Javier Gomez Fernandez, även känd för utvecklingen av Shrilk, sa, "Vi tror att denna första storskaliga additiv tillverkningsprocess med de mest allmänt förekommande biologiska polymererna på jorden kommer att vara katalysatorn för övergången till miljövänliga och cirkulära tillverkningsmodeller, där material tillverkas, Begagnade, och degraderas i slutna regionala system. Denna reproduktion och tillverkning med materialsammansättningen som finns i oomyceteväggen, nämligen omodifierad cellulosa, små mängder kitosan - den näst vanligaste organiska molekylen på jorden - och lågkoncentrerad ättiksyra, är förmodligen en av de mest framgångsrika tekniska landvinningarna inom området bioinspirerade material."

Co-lead SUTD Assistant Prof Stylianos Dritsas, Lagt till, "Vi tror att resultaten som rapporteras här representerar en vändpunkt för global tillverkning med bredare inverkan på flera områden, allt från materialvetenskap, miljöteknik, automation och ekonomi. Hittills har vi fokuserat på grundläggande teknikutveckling, och lite tid har investerats i specifika målapplikationer. Vi är nu i stadiet att söka industriella samarbetspartners för att föra denna teknik från laboratoriet till världen."

Med ökningen av avfall och föroreningar, behovet av mer hållbara tillverkningsprocesser ökar. Inrättandet av en teknik baserad på oförändrade komposterbara polymerer av stort överflöd som inte kräver odlings- eller skogsresurser, kommer att främja övergången till miljövänlig tillverkning och ett hållbart samhälle.

Denna forskning publicerades i den 5 juni upplagan av tidskriften Vetenskapliga rapporter .