Mực in 3D từ phế liệu gỗ

Các nhà khoa học vật liệu ở Đại học Rice, Texas, và Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge, Tennessee, đã hợp tác cùng phát triển một phương pháp để biến phế liệu gỗ thành mực dùng trong in 3D đồ gỗ.

Nghiên cứu này đã được đăng trên tạp chí Science Advances.

Quá trình làm ra các bộ bàn ghế, giường, tủ bằng gỗ thường phải trải qua nhiều công đoạn. Người thợ phải bắt tay vào cưa, cắt, cạo, đục đẽo, chà nhám các tấm ván hay khối gỗ để tạo ra được sản phẩm như ý. Ngoài sản phẩm hoàn chỉnh cuối cùng, quá trình này tạo ra rất nhiều mẩu gỗ thừa cùng với mùn cưa, những thứ nếu không bỏ đi thì cũng chỉ dùng làm nhiên liệu đốt. Các nhà nghiên cứu đã cố gắng tìm cách tận dụng triệt để đống phế liệu này, dùng nó làm thành mực cho máy in 3D.

Cụ thể, đầu tiên nhóm nghiên cứu băm vụn vật liệu gỗ. Sau đó họ cho thêm các hóa chất phân tách cellulose và lignin, hai chất này sẽ bị phân hủy tiếp thành tinh thể nano và sợi nano. Tiếp theo, họ tái tổ hợp cả hai và cho thêm nước, kết quả là một hỗn hợp giống đất sét có thể dùng làm mực trong máy in 3D.

Nhóm nghiên cứu sử dụng loại mực này để tạo ra một số món đồ nhỏ, chẳng hạn như bộ bàn ghế mini. Sau đó, họ sử dụng công nghệ sấy đông khô để loại bỏ hơi ẩm khỏi sản phẩm rồi nung chúng ở nhiệt độ 180°C để hợp nhất cellulose và lignin. Thành phẩm là đồ gỗ hay giống gỗ.

Các nhà khoa học phát hiện bằng cách điều khiển quá trình in, họ có thể tạo ra bề mặt giống như gỗ cho sản phẩm mà mình làm ra. Họ còn nhận thấy sản phẩm hoàn thiện cũng có mùi như gỗ tự nhiên.

Việc thử nghiệm cho thấy các đồ vật có độ bền gấp sáu lần so với món đồ làm từ gỗ thật, tuy rằng các nhà nghiên cứu mới chỉ thử nghiệm gỗ balsa. Họ cũng thấy món đồ được in 3D có độ đàn hồigấp ba lần so với các đồ vật tương tự làm bằng gỗ thật.

Tuy quy trình này mới chỉ thử nghiệm với đồ vật nhỏ, các nhà nghiên cứu cho rằng họ có thể dùng nó để làm ra các món đồ lớn hơn như đồ nội thất thực tế hay có thể là cả căn nhà.

Ngọc Đỗ