No es raro escuchar el estribillo de que la impresión 3D, tal como está hoy, depende demasiado de materiales basados en fósiles. Aún así, existe un impulso masivo por materiales con más biodegradabilidad y una menor huella de carbono. Aunque muchos proyectos de investigación han empleado materiales verdes como el cáñamo o la turba , el papel y la madera han escaseado. Los investigadores de la Universidad Tecnológica de Chalmers de Suecia están buscando abordar este problema utilizando tintas sostenibles de nanocelulosa y madera.
Los investigadores han logrado imitar la «ultraestructura» de la madera , obteniendo así biopolímeros de madera. Estos materiales a base de madera no solo pasan a través de la extrusora, también crecen en forma. Como afirman los investigadores en abstracto, las “ estructuras impresas fueron bloqueadas por una reacción de reticulación enzimática similar a la que ocurre en la pared celular tras la lignificación ”.
Como resultado, la tinta a base de madera imita la biogénesis de la tinta real. El proceso también reemplaza el genoma de la madera con código G. Esta mezcla de máquinas y materiales biocompatibles crea una fusión de diseño y crecimiento natural. Si bien el proceso se basa en gran medida en modelos impresos, también se basa en las enzimas naturales del gel de nanocelulosa.
Los materiales provienen de la madera, pero no se cultivan en su totalidad. Esto también significa que los productos a base de madera podrían crecer más rápido que el tiempo necesario para la madera estándar. También podrían adaptarse a formas para crear envases y cajas si fuera necesario. Este tipo de tecnología podría frenar severamente el uso de plásticos estándar con la implementación correcta.
Desarrollo de geles de nanocelulosa
“ Este es un gran avance en la tecnología de fabricación. Nos permite ir más allá de los límites de la naturaleza para crear nuevos productos ecológicos y sostenibles. Significa que aquellos productos que hoy en día ya están basados en el bosque ahora se pueden imprimir en 3D, en un tiempo mucho más corto. Y los metales y plásticos que se utilizan actualmente en la impresión 3D se pueden reemplazar con una alternativa renovable y sostenible ”, dice el profesor Paul Gatenholm, quien ha dirigido esta investigación a través del Centro de Ciencias de la Madera Wallenberg en Chalmers.
Los materiales procedían originalmente de pulpa de madera. Los investigadores convirtieron la pulpa en un gel de nanocelulosa y así pudieron imprimirla. Luego tradujeron el código genético de la madera a un código G para un control predictivo adecuado. Sin embargo, el gel todavía era menos cohesivo de lo que deseaban, por lo que aún necesitaba algunos ajustes. Luego agregaron hemicelulosa para que actúe como una especie de pegamento para las capas.
El proceso ya se ha sometido a pruebas exhaustivas. Los investigadores lo demostraron en un taller en la Agencia Espacial Europea, ESA. También están trabajando con Florida Tech y la NASA en el desarrollo de pruebas para estos materiales en situaciones de microgravedad. Con suerte, los productos ecológicos conducirán a una forma de vida más sostenible en un futuro próximo.
Imagen destacada cortesía de Yen Strandqvist, Chalmers University.
