研究

科学家3D打印可生物降解的皮革产品由丝绸制成

一组研究人员塔夫茨大学have developed a leather-like 3D printing material made of silk.

除了来自可持续的来源外,该材料还完全可回收且可生物降解,同时提供的机械性能与真皮革相当。科学家已经使用了新的配方将3D打印一个可用的钱包,其他时尚的消费产品也在管道中。

该研究的合着者菲奥伦佐·奥梅内特(Fiorenzo Amenetto今天使用的。”

用丝绸皮革打印的钱包3D。通过塔夫茨大学的照片。
用丝绸皮革打印的钱包3D。通过塔夫茨大学的照片。

皮革的破坏性影响

Leather is characterized by its durability and flexibility. A staple in the fashion industry, the material is usually created by tanning the hides of animals such as cattle. As useful as it is, the sourcing of leather is unfortunately not very environmentally-friendly, as cattle farms take up copious amounts of land while requiring tons of water every year (not to mention, the ethics of mass slaughter).

除此之外,母牛本身会产生丰富的甲烷,其二氧化碳的变暖能力超过80倍,导致北极熊必须去游泳。

还存在皮革加工问题,它依赖于苛刻的化学物质来生产最终产品。晒黑剂的非排量清单包括铬盐,甲醛和一系列重油 - 所有这些都可能对动植物产生破坏性影响。

该材料可以打印3D,功能尺寸降至0.25mm。通过塔夫茨大学的照片。
该材料可以打印3D,功能尺寸降至0.25mm。通过塔夫茨大学的照片。

生物材料:可持续的替代品

因此,不难看出如何寻找更绿色的选择。丝绸本身不像皮革,但塔夫茨(Tufts)团队找到了一种处理丝绸的方法,以使其更坚固,更坚固且与定制的气动挤出3D打印机兼容。该系统本身具有3轴CNC龙门,1m x 1m印刷床和一个Nordson EFD Valvemate分配阀控制器。

配方过程涉及将丝虫茧中的丝纤维混合到泥状混合物中。然后将其分解成其碱基蛋白成分,然后将纤维与增塑剂和蔬菜胶增稠剂混合,从而使所得材料挤出。为了增加材料的强度,科学家还整合了壳聚糖的基础层,糖果使贝类外骨骼的硬度具有硬度。最重要的是,该过程仅依赖于温和的化学物质,并且可以在标准的实验室环境中进行。

阿梅内特补充说:“通过使用丝绸,以及纺织品和农业废物和壳聚糖的纤维素,以及贝类浪费的壳聚糖,以及所有用于将其结合的相对温和的化学物质,我们正在朝着我们的目标迈进。”

根据这项研究,最后的皮革就像垫erial can be 3D printed into almost any geometry, with feature sizes ranging from 0.25mm to 5mm. With some tinkering around, the material can also be deposited with varying flexibilities and opacities, lending itself to a wide variety of fashion applications. Once it reaches the end of its useful life, the material can even be recycled back into a silky mix for reuse, or discarded altogether as it is completely biodegradable.

该材料还允许一系列的灵活性和不良性。通过塔夫茨大学的照片。
该材料还允许一系列的灵活性和不良性。通过塔夫茨大学的照片。

该研究的更多细节可以在标题为“”的论文中找到添加性制造的皮革丝蛋白材料’. It is co-authored by Fiorenzo Omenetto et al.

丝绸等生物材料的3D印刷可以为循环经济带来奇迹。科学家代尔夫特工业大学(tu delft)最近使用了一种新颖的3D生物打印技术来创建活着的“人造叶”材料由藻类细胞制成。该研究涉及将3D印刷微藻直接进入非生存的细菌纤维素(一种由细菌产生的有机排泄化合物),以创建一种能够光合作用的坚韧而柔韧的材料。

在其他地方,研究人员Singapore University of Technology and Design(SUTD)以前已经探索过基于几丁质的生物复合材料的3D打印来自城市食品浪费。具体而言,该小组使用黑人士兵苍蝇将有机食品垃圾生物浪费生物差为3D可打印的几丁质,该几丁质用于制造可生物降解的天然形式物体。

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特色图片显示了使用丝绸皮革打印的钱包3D。通过塔夫茨大学的照片。