3D-printer skal bygge hus av papirsøppel
Papirindustrien etterlater enorme mengder av avfallsprodukter som ender med å bli brent. I framtiden kan restene brukes til å 3D-printe bygninger.
Et team forskere fra Universitet i Freiburg har oppdaget et naturlig nedbrytbart tremateriale som kan brukes til å 3D-printe lettvektsbygninger og andre komplekse strukturer. Materialet er en slags tyktflytende deig som består av hundre prosent organisk materiale fra papir. Deigen har to bestanddeler, cellulose og lignin, som begge finnes i papirets primaere ingrediens: treverk.
Cellulose er et komplekst karbohydrat som består av sukkermolekyler, og det er det mest vanlige organiske stoffet i verden. Cellulose utgjør nemlig den primaere byggeklossen i de fleste plantenes cellevegger. Rent bomull inneholder 90 prosent cellulose, mens traer inneholder mellom 40 og 50 prosent. Man kan sammenligne cellulose med armeringsjernet i en betongvegg: Det er det kjemiske skjelettet som sørger for styrken i en plantes struktur. Den andre bestanddelen i det nye materialet er lignin. Hvis cellulose er armeringsjernet, fungerer lignin som betongen. Lignin fyller ut hulrommene mellom celleveggens cellulosemolekyler, binder dem sammen og regulerer strukturens smidighet. Lignin utgjør 30 prosent av det organiske karbonet på jorden, og det finnes saerlig i traer og andre vedplanter, der det står for den såkalte forvedingen som gjør plantene harde og «treaktige.».
Forskerne brukte lignin og hydroksypropylcellulose – en spesiell form for cellulose der molekylene arrangerer seg som krystaller, selv om den er flytende – og låste de to stoffene sammen med en karboksylsyre som spaltet ut overskytende vann. Dermed kunne de danne en smidig bioplast som kan brukes til å 3D-printe med. Når man skal 3D-printe med et materiale, utsetter man den for høye temperaturene, slik at det smelter, før det presses gjennom en dyse og til slutt størkner igjen i den ønskede formen.
Lignin har det problemet at det ikke smelter ved høy temperatur. Det forkuller, og det gjør materialet for tyktflytende. IInntil videre har forskerne hentet rent lignin fra bjørketraer, men neste skritt er å undersøke hvordan restprodukter fra papirproduksjon kan gjenbrukes.
BLI MED INN I forskernes laboratorium og se hvordan en organisk 3D-printet deig av cellulose og lignin ser ut: Illvit.no/papirhus