kompozyt-z-celulozy

Kompozyt na bazie celulozy to jeden z twardszych materiałów do wykorzystania w druku 3D

Znowu udało nam się skopiować naturę. Tym razem chodzi o stworzenie kompozytu z nanokryształów celulozy z domieszką syntetycznego polimeru, który – według twórców – jest twardszy niż typowe stopy aluminium. I bez problemu można wykorzystać go w drukarkach 3D, co powinno jeszcze bardziej rozszerzyć zakres zastosowania tej technologii.

Badaczom z MIT udało się skopiować strukturę pojedynczej ścianki komórkowej zbudowanej z celulozy. Celuloza jest najczęściej występującym polimerem w przyrodzie i głównym składnikiem strukturalnym wszystkich roślin i alg. W każdym włóknie znajdują się wzmacniające nanokryształy celulozy lub CNC, które są łańcuchami polimerów organicznych ułożonymi w niemal idealne wzory kryształów.

Czytaj również: Stworzyli nowy rodzaj szkła, który jest niemal niezniszczalny

Co ciekawe, tego rodzaju struktura, w nanoskali, jest o wiele mocniejsza i sztywniejsza niż kevlar, który wykorzystujemy m.in. do produkcji kuloodpornych kamizelek.

Kompozyt z celulozy – jak skopiować naturę

Teraz Zespół MIT zaprojektował bardzo podobny kompozyt, wykonany głównie z nanokryształów celulozy zmieszanych z odrobiną syntetycznego polimeru. Kryształy organiczne stanowią około 60 do 90 proc. całości materiału — to największa jak dotąd frakcja CNC osiągnięta w tego typu materiałach. Co ciekawe, kompozyt ten może być wykorzystywany zarówno przy tradycyjnych odlewach, jak i w drukarkach 3D.

— Tworząc kompozyty za pomocą CNC przy wysokim obciążeniu, możemy nadać materiałom polimerowym właściwości mechaniczne, których nigdy wcześniej nie miały. Jeśli możemy zastąpić niektóre tworzywa sztuczne na bazie ropy naftowej naturalnie pozyskiwaną celulozą, prawdopodobnie jest to również lepsze dla planety – mówi A. John Hart, profesor inżynierii mechanicznej z MIT.

Ostatnim problemem do rozwiązania jest to, że materiał ten nieco kurczy się w trakcie procesu stygnięcia. Nie jest to oczywiście koniec świata, ale chcąc wykorzystać nowe tworzywo do tworzenia precyzyjnie zaprojektowanych elementów, jest to kwestia, która wymaga ewidentnej poprawki. Miejmy nadzieję, że uda się ją znaleźć.