Pesquisadores desenvolvem madeira impressa em 3D a partir de seus próprios componentes naturais
Pesquisadores da Rice University descobriram o potencial do uso da impressão 3D. Crédito:Gustavo Raskosky/Rice University. Pesquisadores da Rice University descobriram o potencial do uso da impressão 3D para fazer estruturas de madeira sustentáveis, oferecendo uma alternativa mais ecológica aos métodos tradicionais de fabricação.
A madeira tem sido historicamente prejudicada por práticas de desperdício geradas durante os processos de moldagem, aumentando os custos e o impacto ambiental. Agora, pesquisadores em ciência de materiais e nanoengenharia da Rice desenvolveram uma tinta à base de água, sem aditivos, feita de lignina e celulose, os blocos de construção fundamentais da madeira. A tinta pode ser usada para produzir estruturas de madeira arquitetonicamente complexas por meio de uma técnica de impressão 3D conhecida como escrita direta com tinta.
O trabalho foi publicado recentemente na revista Science Advances .
"A capacidade de criar uma estrutura de madeira diretamente a partir de seus próprios componentes naturais prepara o terreno para um futuro mais ecológico e inovador", disse Muhammad Rahman, professor assistente de pesquisa em ciência de materiais e nanoengenharia na Rice. "Isso anuncia uma nova era de construção sustentável em madeira impressa em 3D."
As implicações são de longo alcance e podem revolucionar indústrias como a do mobiliário e da construção.
"Ao contrário das tentativas anteriores, este método usa exclusivamente componentes de madeira em nanoescala para impressão 3D, marcando um avanço significativo no campo", disse Pulickel Ajayan, professor de engenharia Benjamin M. e Mary Greenwood Anderson e professor e catedrático de ciência de materiais e nanoengenharia.
Muhammad Rahman (centro), professor assistente de pesquisa em ciência de materiais e nanoengenharia na Rice e em seu laboratório. Crédito:Gustavo Raskosky/Rice University
A pesquisa da universidade se concentrou em otimizar a composição da tinta, ajustando a proporção de lignina, nanofibras de celulose e nanocristais, mantendo o equilíbrio natural de lignina-celulose, de acordo com M.S.H Thakur e Chen Shi, principais coautores do estudo.
Embora a lignina seja um dos biopolímeros mais abundantes na Terra, é o produto menos valorizado nas indústrias, observou Amit Naskar, colaborador do projeto e pessoal sênior de pesquisa e desenvolvimento do Laboratório Nacional de Oak Ridge.
Após a impressão, foram realizadas análises abrangentes para avaliar a superfície e as estruturas internas da madeira impressa em 3D, comparando-a com contrapartes de madeira natural. A recompensa não apenas exibiu semelhanças com a madeira natural na textura, mas também no aroma e na resistência.
Adicionalmente, foram realizados ensaios mecânicos para avaliar as resistências à compressão e à flexão, revelando resultados promissores que superaram os da madeira balsa natural.
