物理科技生物学-PHYICA

森林科学家开发用于三维打印的创新木质里美礼子材料

化学 2022-02-27 21:16:44

弗赖堡阿尔伯特·路德维希大学 用来印刷这个圆筒的生物浆由50%的木质素和50%的纤维素组成

荣誉:丽莎·埃伯斯 教授领导的一个研究小组开发了一种粘性生物浆料,这种浆料易于加工,固化速度快,适用于使用三维印刷工艺生产甚至复杂的结构

医生

弗莱堡大学森林生物材料系主任玛丽-皮埃尔·拉博里

这种木质可生物降解的合成材料有可能用于轻型建筑等

科学家们已经在应用生物材料和生物大分子杂志上发表了他们的初步结果

木质素增强了植物的细胞壁,使它们变成木质(木质化)——一种帮助植物保护自己免受风或害虫侵害的机制

它是造纸过程中产生的废物,大部分被焚烧以生产生物能源

“这就是为什么我们正在研究将来更好地利用这种原材料的替代可能性,”拉博里说

结果,研究小组开始重新检查一组材料,这些材料已经在20世纪80年代由一个美国研究小组进行了调查

在该系统中,基于植物细胞壁主要成分纤维素的液晶不仅保证了生物浆的强度,还保证了其良好的流动性

另一种成分,木质素,可以在生物合成过程中把微观结构粘在一起,正如罗伯特·格劳维茨在他的博士论文中发现的那样

它的方向随后决定了生物合成的特征:例如,它可以更严格或更灵活地做出反应,这取决于力的来源方向

然而,在工业应用成为可能之前,进一步的研究工作将是必要的,例如作为轻质结构的复合材料

到目前为止,该团队一直使用非常纯的木质素,这种木质素是在鲁纳弗劳恩霍夫化学生物技术加工中心(CBP)的中试生物炼制厂生产的——造纸工业的废品是否也可以直接加工仍有待研究

正如丽莎·埃伯斯(Lisa Ebers)在她的博士论文中所展示的那样,生物合成的特性也可以在许多方面发生变化,例如通过化学处理或改变成分:迄今为止的试验使用了来自山毛榉树的木质素——如果它是从其他植物中获得的,它将具有稍微不同的材料特性,例如不同的液晶,尽管它们都是基于纤维素

最佳数量比例也因计划的应用而异

此外,研究人员很快将测试一种完全不同的可能用途:土壤质量可以在生物基材料的帮助下进行分析

这是通过研究木质素和纤维素在不同类型土壤中的降解性来实现的

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