Nhựa in 3D bền vững được phát triển từ vật liệu có nguồn gốc thực vật
của Đại học Bách khoa Catalonia
Các mô hình in 3D sử dụng nhựa polyme. Tín dụng: Universitat Politècnica de Catalunya · BarcelonaTech (UPC)
Một nhóm từ Universitat Politècnica de Catalunya—BarcelonaTech (UPC) và Viện Nghiên cứu Hóa học Catalonia đã phát triển nhựa polyme có nguồn gốc từ vật liệu có nguồn gốc thực vật nhằm mục đích giảm sự phụ thuộc của in 3D vào nhựa có nguồn gốc từ nhiên liệu hóa thạch. Các phát hiện nghiên cứu đã được công bố trên RSC Applied Polymers.
Ngành công nghiệp in 3D ngày càng đòi hỏi nhựa được làm từ các nguồn tài nguyên tái tạo để thúc đẩy các công nghệ sản xuất phụ gia bền vững hơn. Để đáp ứng thách thức này, các nhà nghiên cứu tại UPC và Viện Nghiên cứu Hóa học Catalonia (ICIQ) đã phát triển nhựa polyme 3D mới từ các monome thu được từ một số nguồn tự nhiên, bao gồm axit succinic—một hợp chất có trong thực phẩm như ngô và bông cải xanh. Trong in 3D dựa trên ánh sáng, nhựa phải ở dạng lỏng, không chứa dung môi và có động học trùng hợp nhanh để có thể tồn tại trong công nghiệp.
Nghiên cứu này do UPC dẫn đầu, được thực hiện theo hai giai đoạn. Trong giai đoạn đầu, nhựa polyme được tạo thành bằng cách sử dụng vật liệu có nguồn gốc thực vật, trong một quy trình do Elaine Armelin, một nhà nghiên cứu của nhóm Đổi mới trong Vật liệu và Kỹ thuật Phân tử—Vật liệu sinh học cho Liệu pháp Tái tạo (IMEM-BRT) và là giáo sư tại Trường Kỹ thuật Barcelona East (EEBE) dẫn đầu. Trong giai đoạn thứ hai, bộ phận Chuyển giao Kiến thức và Công nghệ (ICIQ-KTT) và Dự án Công nghiệp của ICIQ đã in nhựa, dưới sự giám sát của nhà nghiên cứu Fernando Bravo.
In 3D bền vững
Nghiên cứu trong lĩnh vực này là điều cần thiết để thúc đẩy các công nghệ in 3D xanh hơn. Nhựa polyme do nhóm UPC và ICIQ phát triển có nguồn gốc từ các nguồn tự nhiên—axit succinic, axit malic và axit tartaric—chỉ cần một bước tổng hợp duy nhất để chuyển đổi thành nhựa chức năng. Sau đó, chúng có thể được sử dụng trong máy in xử lý ánh sáng kỹ thuật số (DLP) hoặc máy in quang trùng hợp (SLA).
Công trình này là một phần của dự án Base-3D do CIM UPC dẫn đầu. Dự án này nhằm mục đích thúc đẩy các công nghệ sản xuất bồi đắp bằng cách thúc đẩy sự trưởng thành về mặt công nghệ và thúc đẩy việc sử dụng chúng trong ngành công nghiệp, phòng phẫu thuật, công ty và lớp học của Catalan.
Đây là loại nhựa polyme thứ hai do ICIQ và UPC phát triển trong dự án Base-3D, thông qua cụm Light3D (dự án BASE3D: 001-P-001646), do Trung tâm công nghệ LEITAT dẫn đầu. Loại đầu tiên là polyme phân hủy sinh học đã chứng minh hiệu suất tuyệt vời trong in DLP.
Hiện tại, nhóm IMEM-BRT cũng đang nghiên cứu các loại biopolymer mềm như alginate, chitosan và gelatin như những vật liệu siêu hấp thụ bền vững để ứng dụng trong đất, pin và polyelectrolytes cho các tế bào khử muối.
Thông tin thêm: Ľudmila Hodásová và cộng sự, Tổng hợp nhựa lỏng có nguồn gốc sinh học và quá trình quang trùng hợp của chúng với poly(ethylene glycol) diacrylate trong lộ trình hướng tới các công nghệ xử lý ánh sáng kỹ thuật số bền vững hơn, RSC Applied Polymers (2024). DOI: 10.1039/D3LP00207A
Do Đại học Bách khoa Catalonia cung cấp
