最近，一篇題為《用于3d打印紋理蜂窩結構的纖維素納米晶體墨水》的論文在線發(fā)表在《Advanced Functional Materials》雜志上，文中介紹了一種制造和3d打印一種由植物纖維素制成的墨水的方法。用這種墨水制成的3D打印網(wǎng)格顯示出與木材相似的機械性能，這讓制造強大、輕便而可持續(xù)的結構成為可能。

用纖維素納米晶體墨水3D打印而成的網(wǎng)格

3D打印纖維素面臨的挑戰(zhàn)

用纖維素進行3D打印的主要挑戰(zhàn)之一是讓其表現(xiàn)得像液體，由于基于植物物質，不能用熱去熔化纖維素，因此必須找到其他方法。

在這項研究中，研究人員通過提取從木漿中提取的顆粒并將其與水混合來制造墨水。他們使用行星高速混合機來將纖維素納米晶體顆粒與水混合在一起。通過以這樣高的速度來將二者結合在一起，混合機消除了在3D打印時可能會讓打印對象不完美的氣泡。

3D打印時纖維素顆粒保持結構不變

通過一個針狀噴嘴，纖維素納米晶體墨水被3D打印入一個均勻的網(wǎng)格設計中。為了正式評估材料的性能，打印以1到8層之間的速率進行。隨后水從打印層中蒸發(fā)，從而留下一個純粹的固體纖維素納米晶體結構。

經(jīng)過3D打印的纖維素顆粒仍能保持相同的結構

事實證明，3D打印時，纖維素顆粒仍能保持相同的結構。也就是說，這些顆粒對齊會產(chǎn)生各向異性的特征，就像木材中的顆粒所顯示的那樣，順著紋理更容易將木材劈開，逆著紋理更難劈開。

確定材料的各向異性特征是此次研究的關鍵發(fā)現(xiàn)，這讓研究人員可以得出這樣的結論：墨水讓“開發(fā)出用于3D打印具有定制的機械性能的蜂窩結構的可持續(xù)材料”又近了一步。