Investigadores de la Universidad Rice han descubierto el potencial de utilizar la impresión 3D para crear estructuras de madera sostenibles, ofreciendo una alternativa más ecológica a los métodos de fabricación tradicionales.
Históricamente, la madera se ha visto afectada por prácticas derrochadoras generadas durante los procesos de conformación, lo que ha aumentado los costos y el impacto ambiental. Ahora, investigadores en ciencia de materiales y nanoingeniería de Rice han desarrollado una tinta a base de agua sin aditivos hecha de lignina y celulosa, los componentes fundamentales de la madera. La tinta se puede utilizar para producir estructuras de madera arquitectónicamente complejas mediante una técnica de impresión 3D conocida como escritura con tinta directa.
El trabajo fue publicado recientemente en la revista Science Advances. .
"La capacidad de crear una estructura de madera directamente a partir de sus propios componentes naturales prepara el escenario para un futuro más ecológico e innovador", dijo Muhammad Rahman, profesor asistente de investigación de ciencia de materiales y nanoingeniería en Rice. "Anuncia una nueva era de construcción sostenible con madera impresa en 3D."
Las implicaciones son de gran alcance y potencialmente revolucionarán industrias como la del mueble y la construcción.
"A diferencia de intentos anteriores, este método utiliza exclusivamente componentes de madera a nanoescala para la impresión 3D, lo que marca un avance significativo en el campo", dijo Pulickel Ajayan, profesor de ingeniería Benjamin M. y Mary Greenwood Anderson y profesor y catedrático de ciencia de materiales y nanoingeniería.
La investigación de la universidad se centró en optimizar la composición de la tinta ajustando la proporción de lignina, nanofibras de celulosa y nanocristales manteniendo al mismo tiempo el equilibrio natural lignina-celulosa, según M.S.H Thakur y Chen Shi, coautores principales del estudio. /P>
Aunque la lignina es uno de los biopolímeros más abundantes en la Tierra, es el producto menos valorado en las industrias, señaló Amit Naskar, colaborador del proyecto y personal senior de investigación y desarrollo del Laboratorio Nacional Oak Ridge.
Después de la impresión, se realizaron análisis exhaustivos para evaluar la superficie y las estructuras internas de la madera impresa en 3D, comparándola con sus homólogos de madera natural. La recompensa no sólo exhibió estrechas similitudes con la madera natural en textura sino también en aroma y resistencia.
Además, se realizaron pruebas mecánicas para evaluar la resistencia a la compresión y a la flexión, revelando resultados prometedores que superaron los de la madera de balsa natural.
Más información: Md Shajedul Hoque Thakur et al, Impresión tridimensional de madera, Avances científicos (2024). DOI:10.1126/sciadv.adk3250
Proporcionado por la Universidad Rice
