Vypestovaná rastlinná hmota môže byť krokom k 3D tlačenému drevu
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 1. 6. 2022
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Rúbanie stromov a spracovanie dreva nie je najefektívnejší ani ekologický spôsob výroby nábytku alebo stavebných materiálov. Vedci z MIT teraz dosiahli prelom v procese, ktorý by nám jedného dňa mohol umožniť 3D tlač a pestovanie dreva priamo do tvaru nábytku a iných predmetov.
Drevo je síce obnoviteľný zdroj, ale spotrebúvame ho oveľa rýchlejšie, ako ho dopĺňame. Odlesňovanie má drastický vplyv na voľne žijúce živočíchy a rastliny a tiež zhoršuje dôsledky zmeny klímy. Keďže náš apetít po drevených výrobkoch sa pravdepodobne nezmení, budú sa musieť zmeniť naše metódy jeho získavania.
Aj preto sa výskumníci v posledných rokoch zamerali na pestovanie dreva v laboratóriu. Nie stromov, ale samotného dreva. A teraz tím vedcov z MIT demonštroval novú techniku, ktorá dokáže v laboratóriu vypestovať rastlinný materiál podobný drevu, čo umožňuje jednoduché nastavenie vlastností, ako je hmotnosť a pevnosť podľa potreby.
„Ide o to, že tieto rastlinné materiály môžete vypestovať presne v takom tvare, aký potrebujete, takže nemusíte dodatočne vykonávať žiadnu subtraktívnu výrobu, čo znižuje množstvo energie a odpadu,“ hovorí Ashley Beckwith, hlavná autorka štúdie. „Je tu veľký potenciál na rozšírenie tejto metódy a pestovanie trojrozmerných štruktúr.“
Tím najprv izoloval bunky z listov rastlín známych ako Zinnia elegans. Potom tieto bunky kultivovali dva dni v tekutom médiu a potom ich preniesli do hustejšieho média na báze gélu. Toto médium obsahovalo živiny a dva rôzne rastlinné hormóny, ktorých hladina sa dala upraviť, aby sa vyladili fyzikálne a mechanické vlastnosti materiálu.
Potom tím tento gél s bunkami vytlačil 3D tlačou do špecifického tvaru, rovnako ako sa 3D tlačou vytlačí plastový predmet. Po troch mesiacoch inkubácie v tme sa materiál dehydroval a konečným výsledkom je vlastný objekt z rastlinnej hmoty podobnej drevu. V jednom teste napríklad tím vytvaroval materiál do podoby modelu stromu.
Vedci experimentovali s rôznymi hladinami hormónov a zistili, že nižšie hladiny viedli k nižšej hustote materiálu so zaoblenými, otvorenými bunkami. Pri vyšších hladinách medzitým vyrástli menšie, hustejšie štruktúry, ktoré boli tuhšie vďaka zvýšenému rastu organického polyméru lignínu. Tento rozdiel by sa mohol využiť na výrobu výrobkov, ktoré sú podľa potreby mäkšie a ľahšie alebo pevnejšie a tuhšie.
V konečnom dôsledku je cieľom vyvinúť technológiu do takej miery, aby sa drevené predmety mohli v podstate vypestovať a vytlačiť 3D tlačou, a nemusia sa rezať, tvarovať a spájať z väčších kusov dreva získaných z výrubu stromov. Proces by sa mohol začať s malými drevenými predmetmi, ako sú kolíky alebo dekoratívne kusy, a nakoniec by sa mohol posunúť aj k nábytku alebo doskám na stavbu.
Ďalšími krokmi je podľa tímu zistiť, ako túto metódu aplikovať na iné rastliny. Prispôsobenie procesu na prácu s niečím, ako je borovica, by mohlo byť významným prelomom.
Výskum bol uverejnený v magazíne Materials Today.
