1,2 m, Pala de turbina de 5,2 kg fabricada íntegramente con celulosa y quitosano, los biopolímeros más ubicuos en la tierra y se producen en grandes cantidades en casi todos los ecosistemas. Ambos ingredientes se obtienen de subproductos de la industria, resultando en una producción con huella ecológica negativa. Crédito:SUTD
La celulosa es uno de los compuestos orgánicos y subproductos industriales más abundantes y ampliamente distribuidos en la Tierra. Todavía, a pesar de décadas de extensa investigación, el uso ascendente de la celulosa para fabricar objetos tridimensionales todavía está plagado de problemas que restringen sus aplicaciones prácticas:derivados con vastos efectos contaminantes, utilizado en combinación con plásticos, falta de escalabilidad y altos costos de producción.
Sin embargo, Investigadores de la Universidad de Tecnología y Diseño de Singapur (SUTD) han demostrado recientemente el uso de celulosa para fabricar de forma sostenible grandes objetos en 3D. Su enfoque difiere de la asociación común de celulosa con plantas verdes y está inspirado en la pared de los oomicetos parecidos a hongos, que se reproduce introduciendo pequeñas cantidades de quitina entre las fibras de celulosa. Los materiales adhesivos similares a hongos resultantes (FLAM) son fuertes, ligero y económico, y puede moldearse o procesarse utilizando técnicas de carpintería.
Este material es completamente ecológicamente sostenible ya que no se utilizaron disolventes orgánicos ni plásticos sintéticos para fabricarlo. Es escalable y se puede reproducir en cualquier lugar sin instalaciones especializadas. FLAM también es completamente biodegradable en condiciones naturales y fuera de las instalaciones de compostaje. El costo de FLAM está en el rango de los plásticos básicos y 10 veces más bajo que el costo de los filamentos comunes para la impresión 3-D. tales como PLA (ácido poliláctico) y ABS (acrilonitrilo butadieno estireno), haciéndolo no solo más sostenible sino también un sustituto más rentable. Además, los investigadores han desarrollado una técnica de fabricación aditiva específica para el material.
Co-líder de esta investigación, Asistente del SUTD Prof Javier Gomez Fernandez, también conocido por el desarrollo de Shrilk, dijo, "Creemos que este primer proceso de fabricación aditiva a gran escala con los polímeros biológicos más ubicuos del mundo será el catalizador para la transición a modelos de fabricación circular y ambientalmente benignos". donde se producen los materiales, usó, y degradado en sistemas regionales cerrados. Esta reproducción y fabricación con la composición del material que se encuentra en la pared del oomiceto, a saber, celulosa sin modificar, pequeñas cantidades de quitosano, la segunda molécula orgánica más abundante en la tierra, y ácido acético de baja concentración, es probablemente uno de los logros tecnológicos más exitosos en el campo de los materiales bioinspirados ".
Co-líder asistente de SUTD Prof Stylianos Dritsas, adicional, "Creemos que los resultados informados aquí representan un punto de inflexión para la fabricación global con un impacto más amplio en múltiples áreas que van desde la ciencia de los materiales, Ingeniería Ambiental, automatización y economía. Hasta ahora nos hemos centrado en el desarrollo de tecnología fundamental, y se ha invertido poco tiempo en aplicaciones de destino específicas. Ahora estamos en la etapa de buscar colaboradores industriales para llevar esta tecnología del laboratorio al mundo ".
Con el aumento de los desechos y la contaminación, La urgencia de procesos de fabricación más sostenibles va en aumento. El establecimiento de una tecnología basada en polímeros compostables no modificados de gran abundancia que no requiere tierras de cultivo ni recursos forestales, Fomentará la transición hacia una fabricación respetuosa con el medio ambiente y una sociedad sostenible.
Esta investigación fue publicada en la edición del 5 de junio de la revista Informes científicos .