材料

Latest 3D printing biomaterials from BOSK, Filaments.ca, Otrivin Air Lab and EPFL

随着越来越多的绿色倡议在世界范围内突然出现,制作环保索赔的材料市场似乎正在爆炸。仅本周,关于基于生物聚合物的3D打印丝,就有许多发展。

Over in Canada, materials firmsBosk生物产品已经推出了该国的第一个完全基于生物的3D打印丝的堆肥线。基于PHA的生物聚合物命名为“用重生”,不含化石燃料油或化学添加剂。

在伦敦的其他地方,奥特里芬空气实验室展览展示了如何使用光生反应器将二氧化碳废物变成3D打印材料。由Claudia Pasquero和Marco Poletto创建ecoLogicStudio,展览的特色是一组能够光合作用的12个光生反应器,它们使用CO2产生可以收获的生物量来制造3D可打印的生物聚合物丝。

在研究领域,科学家在EPFLhave developed their own biopolymer using non-edible plant material, aka lignocellulosic biomass. The material can be drawn into filament form for 3D printing and behaves similarly to PET, offering toughness, heat resistance, and a great barrier to gases like oxygen. Additionally, the polymer can also be chemically recycled, or simply degrade back into sugar in natural conditions.

使用EPFL的生物聚合物制成的3D打印叶子。通过EPFL的照片。
A 3D printed leaf made using EPFL’s biopolymer. Photo via EPFL.

加拿大第一个基于生物的堆肥丝

用重生线制成的依赖于Bosk内部制造的生物塑料颗粒,然后由Filaments.ca转变为细丝形式。除了比常用的PLA更快的生物降解外,该公司还指出,材料还提供了出色的机械性能,从而使那些易碎,更耐热且效果更顺畅的零件。

据报道,用六种不同的颜色可供选择,它适用于小雕像,家庭附近的配件,办公用品和其他非关键消费品。

Laurence Boudreault, General Manager of BOSK Bioproducts, said, “It is a common practice in the industry to integrate fossil-based additives to improve the performance of bioplastics, but which have harmful impacts on the health of human beings and our environment. By offering entirely biobased and compostable filaments, BOSK wants to provide a solution to the 3D printing market, well known for the waste from failed prints.”

将二氧化碳变成3D打印零件

Otrivin Air Lab展览中的每个光生反应器都是一个玻璃容器,其中含有10L光合微藻。反应器设计为吸收二氧化碳,释放氧气并产生有用的生物质。每天,这12个生物反应器总共获得240克二氧化碳,同时释放180克氧和84克生物量。

邀请展览的游客参加日常收获过程,该过程将收集生物量将转换为3D可打印的生物聚合物。然后,将产生的细丝用于3D打印凳子,花瓶,甚至是斐波那酸烟料。通过将空气废物变成有用的产品,该实验室正在显示循环经济计划的强大计划。

Bioreactors and 3D printed parts at the Otrivin Air Lab. Photo via ecoLogicStudio.
Bioreactors and 3D printed parts at the Otrivin Air Lab. Photo via ecoLogicStudio.

EPFL的基于木材的生物聚合物

最后,EPFL生物聚合物从木质素中获得了大部分结构,该结构在植物细胞的壁中发现。为了开发材料,该团队只需使用便宜的化学品就“煮熟”的木材和其他植物废料。根据研究人员的说法,这提取了木质素并保持糖结构完整,以便在一步中产生可生物降解的聚合物前体。

“By using an aldehyde – glyoxylic acid – we could simply clip ‘sticky’ groups onto both sides of the sugar molecules, which then allows them to act as plastic building blocks,” explains Lorenz Manker, first author of the study. “By using this simple technique, we are able to convert up to 25% of the weight of agricultural waste, or 95% of purified sugar, into plastic.”

The EPFL material can withstand temperatures of up to 100°C, while offering a tensile strength of up to 77 MPa and a stiffness of up to 2,500 MPa. As such, the team believes it can be used in everything from packaging and textiles to medicine and electronics.

Further details of the study can be found in the paper titled“可持续的聚酯通过直接功能化木质纤维糖”

Lorenz Manker holding a 3D printed EPFL logo. Photo via Stefania Bertella.
Lorenz Manker holding a 3D printed EPFL logo. Photo via Stefania Bertella.

可持续材料市场

就在上个月,巴西石化公司Braskem发布了它第一组可持续3D打印丝。该产品线包括由乙烯乙烯乙烯酯(EVA),再生聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)产生的三种不同的丝。尤其是FL600EVA-BIO,是一种源自生糖甘蔗的生物基材料。

在其他地方,来自特拉华大学(UD) recently released a new research paper exploring ways of economicallyupcycling biomass into new 3D printing materials。该论文的重点是木质素,并证明可以通过他们声称的方法具有与类似的基于石油的产品具有竞争力的方法,将其有效地将其变成基于生物的3D打印树脂。

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特色图片显示了Otrivin Air Lab的生物反应器和3D印刷零件。通过EcologicStudio进行照片。

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