科学探索|[图]减少浪费 未来可直接用木材3D打印成家具
砍伐树木、加工木材并不是制造家具或建筑材料的最有效或最环保的方式 。麻省理工大学近期在该领域取得了突破性进展 , 未来可直接将木材 3D 打印和种植成家具和其他物体的形状 。
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【科学探索|[图]减少浪费 未来可直接用木材3D打印成家具】木材虽然是可再生能源 , 但是我们对它的消耗速度已经明显快于它的生长速度 。砍伐森林对野生动物产生了巨大的影响 , 加剧了气候变化的影响 。由于我们对木制品的需求不可能改变 , 因此我们获取木制品的方法也必须改变 。
现在 , 麻省理工学院的一个科学家团队已经展示了一种新的技术 , 可以在实验室中种植类似木材的植物材料 , 允许根据需要轻松调整重量和强度等特性 。
该研究的主要作者 Ashley Beckwith 说:“我们的想法是 , 你可以准确地按照你需要的形状来种植这些植物材料 , 所以你不需要在事后做任何减法制造 , 这就减少了能源和浪费的数量 。有很大的潜力来扩展这一点 , 并生长三维结构” 。
首先 , 该研究小组从被称为 Zinnia elegans 的植物叶片中分离出细胞 。然后 , 这些细胞在液体培养基中培养了两天 , 然后被转移到一个更厚的、基于凝胶的培养基中 。这种东西含有营养物质和两种不同的植物激素 , 它们的水平可以被调整 , 以调整材料的物理和机械性能 。
接下来 , 研究小组将这种含有细胞的凝胶3D打印成特定的形状 , 就像你 3D 打印一个塑料物体一样 。在黑暗中孵化三个月后 , 材料被脱水 , 最后的结果是一个由类似木材的植物物质制成的定制物体 。例如 , 在一次测试中 , 该团队将材料塑造成一棵树的模型 。
研究小组对不同水平的激素进行了实验 , 发现较低水平的激素导致了较低密度的材料 , 具有圆形、开放的细胞 。同时 , 由于有机聚合物木质素的增长 , 较高的水平会生长出更小、更密集的结构 , 而且更坚硬 。这种差异可用于制造更软更轻的产品 , 或更强更硬的产品 。
最终 , 我们的目标是将该技术发展到木制物品基本上可以3D打印和生长 , 而不是从砍伐树木获得的较大的木块上切割、塑形和连接 。这一过程可能从小型木制物品开始 , 如木钉或装饰品 , 然后最终发展到家具或建筑用木板 。
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