Ученые успешно протестировали биоматериал на основе наноцеллюлозы для более экологичной архитектуры. Экологичный биоматериал уже можно применять в качестве облицовочной системы для небольших компонентов зданий.

Исследователи из Технологического университета Чалмерса и Научного центра древесины Валленберга в Швеции напечатали на 3D-принтере гидрогелевый материал, изготовленный из наноцеллюлозы — вещества, полученного из целлюлозных волокон, обнаруженных в растениях. Технология 3D-печати наноцеллюлозой использовалась в гораздо меньших масштабах, в основном в биомедицине, из-за биосовместимости и влажности материала. Но, по словам исследовательской группы, ранее он не использовался в качестве архитектурного материала.

«Это первая попытка 3D-печати в большем масштабе и для архитектурного применения. Ранее этот материал печатался на 3D-принтере в виде очень крошечных объектов в рамках исследований в биомедицинской промышленности. Но мы впервые применили это к архитектуре», — рассказала Euronews Next Малгожата А. Збоинска, доцент Технологического университета Чалмерса.

По словам исследователя, наноцеллюлоза при 3D-печати и последующей сушке образует очень легкий материал. Это означает, что все типы легких наполнителей, которые мы видим сегодня в зданиях, такие как оконные сетки, солнцезащитные жалюзи, системы акустических панелей и части межкомнатных перегородок, могут быть заменены.

Команда начала с прототипов размером со спичечный коробок и масштабировала их до текущего размера бумаги А4. Ее уже можно применять в качестве системы облицовки небольших компонентов зданий. Чтобы создать материал для 3D-печати, исследовательская группа добавила материал на основе водорослей, называемый альгинат, который делает наноцеллюлозный материал более гибким при высыхании. Работа с гидрогелем требует тщательной калибровки, поскольку у него есть как плюсы, так и минусы.

По данным Европейской комиссии, на строительный сектор приходится более 35 процентов общего объема отходов в ЕС, а эксперты утверждают, что более экологичные строительные материалы имеют решающее значение для перехода к устойчивому будущему в соответствии с Европейским зеленым курсом.

Исследовательская группа утверждает, что наноцеллюлозу, использованную в этом исследовании, можно легко найти в лесном хозяйстве, бумажных фабриках и сельском хозяйстве, например, в остатках соломы.

Технология также очень энергоэффективна благодаря свойствам гидрогеля наноцеллюлозы разжижаться при сдвиге. Это означает, что гидрогель наноцеллюлозы разжижается при приложении давления, что позволяет печатать его на 3D-принтере, но когда давление снимается, он сохраняет свою форму.

Технология еще не готова для создания наружных материалов, и исследовательская группа продолжит концентрироваться на внутреннем применении. Команда надеется, что подобные исследования смогут дать дизайнерам и инженерам фундаментальные знания, благодаря которым «наши здания станут гораздо более устойчивыми и зелеными» в будущем.

«План состоит в том, чтобы продолжить работу над масштабируемостью материала и, возможно, также подготовить крупномасштабный прототип… Мы надеемся получить как можно более широкий спектр приложений», — сказала Збоинска.

Понравилась эта новость? Подпишись на нас в соцсетях!