Storicamente il legno è stato rovinato da pratiche dispendiose generate durante i processi di modellatura, che hanno aumentato i costi e l’impatto ambientale. Ora, i ricercatori di scienza dei materiali e nanoingegneria della Rice hanno sviluppato un inchiostro a base d’acqua privo di additivi, composto da lignina e cellulosa, gli elementi costitutivi fondamentali del legno. L'inchiostro può essere utilizzato per produrre strutture in legno architettonicamente complesse tramite una tecnica di stampa 3D nota come scrittura diretta con inchiostro.

Il lavoro è stato recentemente pubblicato sulla rivista Science Advances .

"La capacità di creare una struttura in legno direttamente dai suoi componenti naturali pone le basi per un futuro più ecologico e innovativo", ha affermato Muhammad Rahman, assistente professore di ricerca di scienza dei materiali e nanoingegneria alla Rice. "Preannuncia una nuova era di costruzioni sostenibili in legno stampato in 3D."

Le implicazioni sono di vasta portata e potrebbero rivoluzionare settori come quello dell'arredamento e dell'edilizia.

“A differenza dei tentativi precedenti, questo metodo utilizza esclusivamente componenti di legno su scala nanometrica per la stampa 3D, segnando un progresso significativo nel campo”, ha affermato Pulickel Ajayan, professore di ingegneria di Benjamin M. e Mary Greenwood Anderson e professore e presidente di scienza dei materiali e nanoingegneria.

Secondo M.S.H Thakur e Chen Shi, coautori principali dello studio, la ricerca dell'università si è concentrata sull'ottimizzazione della composizione dell'inchiostro regolando il rapporto tra lignina, nanofibre di cellulosa e nanocristalli mantenendo l'equilibrio naturale lignina-cellulosa. /P>

Sebbene la lignina sia uno dei biopolimeri più abbondanti sulla Terra, è il prodotto meno apprezzato nelle industrie, ha osservato Amit Naskar, collaboratore del progetto e personale senior di ricerca e sviluppo presso l'Oak Ridge National Laboratory.

Dopo la stampa sono state condotte analisi complete per valutare la superficie e le strutture interne del legno stampato in 3D, confrontandolo con le controparti in legno naturale. Il risultato non solo ha mostrato strette somiglianze con il legno naturale nella struttura, ma anche nel profumo e nella forza.

Inoltre, sono stati eseguiti test meccanici per valutare la resistenza alla compressione e alla flessione, rivelando risultati promettenti che hanno superato quelli del legno di balsa naturale.

Ulteriori informazioni: Md Shajedul Hoque Thakur et al, Stampa tridimensionale del legno, Progressi scientifici (2024). DOI:10.1126/sciadv.adk3250

Fornito dalla Rice University