셀룰로오스를 기반으로 한 복잡한 물체의 3D 프린팅을 위한 신기술. 무료 기술 라이브러리 뉴스

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셀룰로오스 기반의 복잡한 물체를 3D 프린팅하는 새로운 기술

05.04.2020

ETH Zurich 연구원 그룹은 3D 프린팅을 사용하여 셀룰로오스를 처리하여 다량의 셀룰로오스를 포함하는 거의 무제한의 복잡성을 가진 물체를 만드는 방법을 발견했습니다.

이 새로운 기술은 직접 잉크 인쇄(DIW)와 인쇄물의 셀룰로오스 함량을 최대 27%까지 증가시키는 재료 압축 공정을 결합합니다.

과학자들은 먼저 "물 잉크"를 사용하여 물체를 인쇄했습니다. 잉크의 구성은 수백 나노미터 크기의 섬유질과 셀룰로오스 입자가 혼합된 물만 포함한다. 셀룰로오스 함량은 잉크 총 부피의 14~XNUMX%입니다.

그런 다음 과학자들은 인쇄물을 유기 용매 욕조에 넣었습니다. 셀룰로오스는 유기 용제를 좋아하지 않기 때문에 입자가 서로 달라 붙는 경향이 있습니다. 따라서 셀룰로오스 입자가 압축되어 물체에 침착됩니다.

다음 단계에서 연구원들은 빛에 민감한 플라스틱 전구체(플라스틱이 만들어지는 물질인 플라스틱의 "전구체"라고 함)를 포함하는 용액에 물체를 담그었습니다. 증발에 의해 용매가 제거되면 플라스틱 전구체가 셀룰로오스 기반 물체의 프레임워크로 침투했습니다. 그런 다음 전구체를 단단한 플라스틱으로 만들기 위해 자외선을 조형물에 조사했습니다. 이를 통해 셀룰로오스 함량이 27% 이상인 복합 재료를 얻을 수 있었습니다. 즉, 셀룰로오스 입자 함량이 6-14%에서 27%로 증가했습니다.

사용된 플라스틱 전구체의 유형에 따라 탄성이나 강도와 같은 인쇄물의 기계적 특성을 제어할 수 있습니다. 이렇게 하면 단단하거나 부드러운 부품을 만들 수 있습니다.

이 방법을 사용하여 연구원들은 매우 깨지기 쉬운 것을 포함하여 다양한 복합 물체를 만들 수 있었습니다. 예를 들어 두께가 XNUMX밀리미터에 불과한 화염의 "조각"입니다. 이 기술에는 한 가지 단점이 있습니다. 벽 두께가 XNUMXmm 이상인 인쇄 부품을 압축하면 압축 대상의 표면이 코어보다 빠르게 압축되기 때문에 구조가 왜곡됩니다.

미래에는 예를 들어 새로운 재료로 포장 및 연골 임플란트를 만드는 것이 가능할 것입니다. 이 기술은 자동차 산업에서도 관심을 가질 수 있습니다. 일본 자동차 제조업체는 이미 차체 부품이 거의 모두 셀룰로오스 기반 재료로 만들어진 프로토타입 스포츠카를 만들었습니다.

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바닐린을 얻는 친환경적인 방법 23.03.2017

인도 화학 기술 연구소(Institute of Chemical Technology)의 Shivaji L. Bhanawase와 Ganapati D. Yadav는 현재 방법보다 훨씬 더 환경 친화적인 바닐린 합성을 만드는 새로운 촉매를 개발했습니다.

바닐린의 향기는 수백 수백 가지의 식품에서 발견되지만 대부분의 경우 합성 바닐린이 사용됩니다. 사실 바닐라 꽃은 손으로 수분을 해야 하기 때문에 천연 바닐린(바닐라 콩)은 매우 비쌉니다.

한편, 현재 바닐린 합성에 사용되는 방법은 비효율적일 뿐만 아니라 많은 양의 폐수를 생성하게 되며, 이 역시 정화되어야 한다.

인도 과학자들이 개발한 촉매에는 바닐린, 규소, 구리와 같이 쉽게 접근할 수 있는 요소가 포함되어 있으며 가장 중요한 것은 끓는 물이 담긴 용기에서 다른 물질과 바닐린을 분리하는 데 도움이 된다는 것입니다. 또한 촉매는 효율 손실 없이 최소 XNUMX회 재사용할 수 있습니다. 일반적으로 촉매는 처음 사용한 후에 교체해야 합니다. 그들의 개념의 실행 가능성을 입증하기 위해 저자는 소량의 액체 바닐린을 생산했습니다.

마지막으로, 이 신기술은 pH가 매우 높은 폐수를 생성하지 않으며, 이는 자연으로 다시 방출되기 전에 염산으로 중화되어야 합니다.

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