Xây dựng toàn cầu

Nghiên cứu ứng dụng gỗ làm vật liệu in 3D

Nghiên cứu ứng dụng gỗ làm vật liệu in 3D

Đức Tú (New Atlas) Đức Tú (New Atlas) - 06:46, 29/05/2022

Tạp chí Xây dựng - Bộ xây dựngCác nhà khoa học tại MIT hiện đã tạo ra những bước đột phá trong một quy trình mà một ngày nào đó có thể cho phép chúng ta in 3D và phát triển gỗ trực tiếp thành hình dạng của đồ nội thất và các đồ vật khác.

Gỗ có thể là một nguồn tài nguyên tái tạo và hiện con người đang sử dụng gỗ nhanh hơn nhiều so với việc trồng cây. Nạn phá rừng có tác động mạnh mẽ đến động vật hoang dã và làm trầm trọng thêm tác động của biến đổi khí hậu. Vì nhu cầu quá lớn của con người với các sản phẩm bằng gỗ không có khả năng tái chế, nên nghiên cứu này sẽ là giải pháp cho con người giải quyết vấn đề này.

Trong những năm gần đây, các nhà nghiên cứu đã chuyển sang trồng gỗ trong phòng thí nghiệm. Không phải cây - chỉ là bản thân gỗ, không khác gì công việc đang diễn ra để nuôi cấy tế bào động vật để lấy thịt trong phòng thí nghiệm, thay vì nuôi động vật sống và giết mổ chúng. Và giờ đây, một nhóm các nhà khoa học tại MIT - Viện Công nghệ Massachusetts đã chứng minh một kỹ thuật mới có thể trồng vật liệu thực vật giống như gỗ trong phòng thí nghiệm, cho phép dễ dàng điều chỉnh các đặc tính như trọng lượng và độ bền khi cần thiết.

Ashley Beckwith, trưởng nhóm nghiên cứu cho biết: “Ý tưởng là thể trồng những nguyên liệu thực vật này theo đúng hình dạng mà ta mong muốn, vì vậy sẽ không cần phải thực hiện bất kỳ công đoạn sản xuất nào, điều này làm giảm việc sử dụng năng lượng và chất thải. Nghiên cứu này có rất nhiều tiềm năng để mở rộng và phát triển các cấu trúc phức tạp hơn."

Đầu tiên, nhóm nghiên cứu đã phân lập các tế bào từ lá của cây được gọi là Zinnia elegans. Sau đó, những tế bào này được nuôi cấy trong môi trường lỏng trong hai ngày trước khi được chuyển sang môi trường gel, đặc hơn. Thứ này chứa các chất dinh dưỡng và hai loại hormone thực vật khác nhau, mức độ của chúng có thể được thay đổi để điều chỉnh các đặc tính vật lý và cơ học của vật liệu.

Tiếp theo, nhóm nghiên cứu đã sử dụng máy in 3D gel chứa tế bào này và in chúng thành một hình dạng cụ thể, giống như cách in 3D một vật thể bằng nhựa. Sau ba tháng ủ trong bóng tối, vật liệu này khô lại và kết quả cuối cùng là một vật thể tùy chỉnh được làm từ chất liệu thực vật giống như gỗ. Ví dụ, trong một thử nghiệm, nhóm nghiên cứu đã tạo hình vật liệu thành mô hình một cái cây.

A diagram illustrating how plant cells can be cultured and 3D printed into custom shapes, with different strengths based on different levels of added hormones
Một sơ đồ minh họa cách các tế bào thực vật có thể được nuôi cấy và in 3D thành các hình dạng tùy chỉnh, với các cường độ khác nhau dựa trên các mức hormone bổ sung khác nhau

Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm với các mức độ khác nhau của loại vật liệu này nhằm tạo ra những đặc tính khác nhau cho vật liệu. Sự khác biệt này có thể được sử dụng để tạo ra các sản phẩm mềm hơn, nhẹ hơn, hoặc nặng hơn và cứng hơn, nếu cần.

Cuối cùng, mục tiêu là phát triển công nghệ nhằm tạo lên một loại vật liệu bằng gỗ có thể nuôi cấy, và về cơ bản có thể được in 3D, thay vì cắt, tạo hình và ghép từ gỗ thu được thông qua việc chặt cây. Quá trình này có thể bắt đầu với các đồ vật nhỏ bằng gỗ như chốt hoặc đồ trang trí, trước khi chuyển sang đồ nội thất hoặc ván để xây dựng.

Nhóm nghiên cứu cho biết, bước tiếp theo là tìm cách áp dụng phương pháp này cho các loại cây khác nhau. Việc điều chỉnh quy trình với việc sử dụng gỗ thông có thể sẽ là một bước đột phá lớn.

Từ khóa vật liệu gỗ in 3d
Ý kiến của bạn