Forskere 3D-printer vindmøllevinge med cellulose fra svampe
more_vert
close

Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
By signing up, you agree to our Terms & Conditions and agree that Teknologiens Mediehus and the IDA Group may occasionally contact you regarding events, analyzes, news, offers, etc. by telephone, SMS and email. Newsletters and emails from Teknologiens Mediehus may contain marketing from marketing partners.

Forskere 3D-printer vindmøllevinge med cellulose fra svampe

Umiddelbart lyder det meget bæredygtigt at erstatte plastpolymerer med biobaserede polymerer fra cellulose. Men i dag bruges der ofte stærke organiske opløsningsmidler og kemikalier til at udvinde cellulose fra planter. Nu hævder en forskergruppe fra et universitet i Singapore imidlertid, at de kan udvinde cellulose fra svampe uden brug af skadelige kemikalier. Ved at blande chitin med cellulosen kan de desuden producere et materiale med så gode mekaniske egenskaber, at man både kan slibe og bore i det. Illustration: Singapore University of Technology and Design

KORRIGERET: Både pengepungen og miljøet vil vinde, hvis den eksplosivt voksende 3D-print-industri går over til at printe med biobaserede materialer i stedet for plast.

Det hævder en forskergruppe fra Singapore University of Technology and Design, der har udviklet et nyt cellulose-baseret materiale, som de kalder Fungal-Like Adhessive Material (FLAM) og en printerproces, der er tilpasset materialet.

»FLAM koster omkring det samme som almindelig plastic og omkring en tiendedel af, hvad de mest almindelige former for filamenter til 3D-print som PLA (Polyaktat) og ABS (Akrylonitril Butadien Styren) koster. Det gør, at FLAM ikke bare er en mere bæredygtig, men også en billigere erstatning,« forklarer universitetets pressemeddelelse, der er gengivet på hjemmesiden Science Daily.

Undgår organiske opløsningsmidler

Ifølge forskergruppens artikel, der er offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Scientific Reports, er en af udfordringerne med at bruge cellulose, at man for at omdanne cellulosen til termoplastiske polymerer (celluloid), film (cellofan) og fibre typisk bruger organiske opløsningsmidler, acetone, kuldisulfid og svovlsyre. Derfor er forskerne gået en anden vej og udvinder cellulosen fra svampe ved at tilsætte små mængder chitin, som også kan udvindes fra svampe. Deres undersøgelser viser, at den produktionsmetode fungerer. Men man kan også købe både cellulose og chitin billigt, fordi de er biprodukter i flere industrielle processer.

Cellulose i sig selv er meget sprødt, men ved at iblande chitin i forholdet 1:8 får forskerne et materiale, der både har gode mekaniske egenskaber og som ikke skrumper, når det hærder.

Det er denne kombination, de har døbt Fungal-Like Adhessive Material (FLAM). Materialet har så god en sammenbinding, at det endda kan kombineres med træ, der er nedknust til en slags 'træ-mel'. De mekaniske egenskaber af disse kompositter er betydeligt ringere end af det rene FLAM, men betyder til gengæld, at man kan genbruge træ fra eksempelvis husholdningsaffald eller affaldsprodukter fra landbrugs-, fødevarer-, tekstil- eller papirproduktion, der indeholder store mængder cellulose.

At printe med FLAM kræver en tilpasset teknologi. FLAM er en kombination af cellulose og chitin. Sidstnævnte iblandes i en vandig opløsning, og for at få vandet til at fordampe hurtigt blæses der varm luft ned på det netop printede materiale. Illustration: Singapore University of Technology and Design

Kan både støbes og printes

FLAM og kompositter kan både støbes og 3D-printes, og for at bevise det sidste har forskerne udviklet en metode til at printe med FLAM. For at demonstrere systemet har de printet en 1,2 meter lang vindmøllevinge.

Vingen er skabt ved først at printe det indre 'skelet' i to symmetriske dele. Derefter er delene sammenføjet ved at lægge et lag FLAM på begge halvdele. Derefter har forskerne printet en overflade af FLAM på det samlede skelet.

Overfladen er endelig blevet slebet glat og poleret. Fordi FLAM er meget let, vejer hele vingen kun 5,28 kg.

Forskerne leder nu efter industripartnere, der vil være med til at videreudvikle teknologien. Og forskerne er langtfra de eneste, der arbejder på at gøre celluloseprint til virkelighed. Det samme gør man i Sverige, men der har forskerne på universitetet i Umeå måttet sande, at det ikke er så let igen.

Læs også: Svenske forskere vil 3D-printe træhus

Svenskere droppede at printe helt hus

I 2015 gik et hold bestående af forskere fra Umeå Universitet og industripartnere fra White Arkitekter, SP Processum og Martinssons Trä i gang med et treårigt projekt, hvor målet var at printe bygningsdele og endda et helt hus endnu større ting af cellulose.

Men sådan er det ikke helt gået, fortæller projektleder Åke Fransson, der overtog ansvaret for projektet i 2017.

»Nej, det viste sig at være utopisk at printe et helt hus. Så langt er teknologien slet ikke kommet endnu.«

Foreløbig har projektgruppen eksperimenteret med forskellige typer cellulosebaserede materialer og ligesom i Singapore også med træmel.

»Men problemet med træmelet er, at det ikke bliver et mekanisk stærkt slutprodukt. Det er meget porøst og egner sig bedst til den indvendige side af vægelementer, hvor det kan være lyddæmpende,« forklarer han.

I hans øjne vil det aldrig give mening at printe et helt hus i træ.

»Det giver mening at printe med cellulose de steder, hvor dagens metoder er dyre – eksempelvis hvis man vil have et særligt facadeudtryk eller vil optimere facadens energiegenskaber.«

»Men hvorfor skulle man tage en træstamme og neddele den for så at printe et hus med det neddelte materiale?,« spørger Åke Fransson.

KORRIGERET 22/6/2018 kl. 09:40: I den oprindelige artikel stod der, at man ofte bruger organiske opløsningsmidler til at udvinde cellulose fra planter. Men der skulle have stået, at det i forbindelse med at omdanne cellulose til termoplastiske polymerer, film og fibre, at man bruger organiske opløsningsmidler. Ingeniøren beklager fejlen.

Hvad blev der af alt det bio-mimik man har hørt om, hvor nymodens vinger har inspiration fra hvaler osv?

  • 0
  • 1