Ученые из всемирно известного Массачусетского технологического института (MIT) обнаружили потенциальный способ использования 3D-печати для создания мебели из натурального дерева и других предметов любой формы. В будущем мы сможем защитить окружающую среду от истощения.
Древесину относят к возобновляемым ресурсам, но пока человечество израсходует ее настолько быстро, что леса не успевают восстановиться. По данным веб-сайта MIT, площадь лесов в мире с каждым годом уменьшается на площадь, равную площади Исландии, что оказывает огромное негативное воздействие как на дикую природу, так и на климат.
Команда ученых Массачусетского технологического института продемонстрировала метод, который позволяет им создавать в лаборатории материалы, очень похожие на древесину, из растительных клеток. В то же время они узнали, что имеют некоторый контроль над его плотностью и силой.
Идея ученого заключается в создании изделий заданной формы без необходимости последующей обработки, которая неизбежно потребляет энергию и образует отходы в результате производственной деятельности. По словам Эшли Беквит, ведущего автора исследования, существуют огромные ресурсы для расширения технологии и выращивания трехмерных структур.
Сначала ученые собрали клетки элегантного растения циннии (Zinnia elegans), затем поместили их в жидкую культуру на два дня, чтобы превратить их в специальный густой биогель, содержащий питательные вещества и два растительных гормона. Регулируя содержание в составе, мы можем контролировать физико-механические свойства будущих материалов.
После этого команда начала печатать фигурки различной формы с использованием биогеля, почти так же, как 3D-печать. После трех месяцев инкубации в темноте материал обезвожился и в конечном итоге образовал древесноподобный объект. В ходе одного из испытаний ученым также удалось создать из материала модель дерева.
Эксперименты проводились с использованием различных уровней растительных гормонов. Более низкие уровни растительных гормонов привели к снижению плотности, а более высокие уровни позволили создать более жесткие структуры. В будущем такие эксперименты позволят создавать более легкие и мягкие объекты или, наоборот, более твердые объекты.
Конечная цель — разработать технологию, которая позволит легко печатать предметы и мебель из дерева, не уничтожая при этом настоящие леса. Возможно, этот процесс можно было бы начать с небольших предметов, таких как декоративные фигурки, а затем применить к созданию стульев или, например, архитектурных рам или досок.
На следующем этапе ученые планируют найти способы использовать в качестве основы другие растительные клетки. Хотя циннии не являются деревьями, в качестве основы в будущем можно было бы использовать что-то вроде клеток сосны, что могло бы стать настоящим научным прорывом.
