אתה יכול להדפיס תלת מימד כמעט כל דבר בימינו, החל מחלקי רכב לעוגות. בייצור התוספים ביותר משתמשים בפלסטיק או במתכת (או בסוכר), מכיוון שקל להמיס חומרים אלה ולכבש אותם.
עם זאת, קיימת פגיעה במצבה הנוכחי של הדפסת תלת מימד, בגלל ההשפעה הסביבתית המשמעותית שלה. היא משתמשת בכמויות אנרגיה ניכרות בייצור - 50 אחוז יותר מעיצוב הזרקה - ויוצרת הרבה חומרים לא מתכלים, אשר חלק מהמעצבים ואנשי הסביבה רואים בהם מיותרים.
הדפסה עם חומרים טבעיים גרידא יכולה להקל על הנטל הסביבתי השני הזה, אך זה נראה זמן רב בלתי אפשרי. "עץ מורכב מתאית, המיסלולוזה וליגנין. אף אחד מהמרכיבים הללו לא נמס והם נשרפים כשהם מחוממים ", אומר פול גאטנהולם, פרופסור לכימיה וביו-פולימר באוניברסיטת צ'למרס בשוודיה.
גטנהולם וצוותו במרכז המדע העץ וולנברג בכללמרס, בכל זאת, הצליחו למצוא דרך להדפיס עץ תלת ממדי, מה שמאפשר לבנות מבנים מתכלים. תאית, המבנה המעניק לעץ את כוחו, הוא יציב, בר קיימא ושופע, ולכן הם ראו פוטנציאל רב להדפסה. פלסטיק ומתכת, המשמשים בייצור התוספים ביותר, נמסים כאשר הם מחוממים, מה שמייצר חומר נוזל נוזל שתורם להדפסה. החוקרים נאלצו לשנות את העקביות של סיבי העץ כדי להפוך את התאית לנוזל הניתן להזרקה.
הם ערבבו את ננו-פיברילים תאית - למעשה אותה עיסת ששימשה לייצור נייר - לתוך גרעין שהיה 98 אחוז מים. האתגר היה חיוג ביחס זה כדי לייצר תערובת גמישה, אך גם תיצור מבנים מוצקים וזה לא היה רגיש לטמפרטורה.
גטנהולם, בעל רקע בהנדסת רקמות, עבד על טכנולוגיה דומה בביולוגיה אנושית, בתקווה לייצר שתלים גופניים שיצמחו יחד עם אדם ויתאימו לכימיה הגופנית הספציפית שלהם. "הבנו את הפוטנציאל של החומר החדש הזה כביואינק בהדפסת ביו תלת מימדית, " הוא אומר. "יום אחד ייבשנו את הדגימה וראינו שנוכל לייצר מבנים דקים כמו בדים. התחלנו ללמוד את תהליך הייבוש של ג'ל זה וגילינו שאנחנו יכולים לשלוט בו ולשמור על ארכיטקטורת תלת מימד. "
ברגע שקיבלו את מידת העקביות של התאית להדפסה, החלו החוקרים להתנסות. הם הדפיסו מבני עץ בקנה מידה גדול, כולל כיסאות, וחומרים גמישים דקים, כמו בגדים. גטנהולם מאמין שהטכנולוגיה עשויה לשנות לחלוטין את ייצור התוספים, והוא אינו לבד במחשבתו.
חוקרים אחרים, כמו נרי אוקסמן במעבדת המדיטציה של MIT של MIT, ניסו להדפיס תלת מימד חומרים טבעיים כדי לחסוך בזבוז. "בעולם הטבע הכל גדל. אם אנו יכולים ליצור טכנולוגיה המגדלת חומרים במקום לחסר אותם, נוכל לשלוט בהרבה אלמנטים בתהליך הזה, " אמר אוקסמן.
בנוסף לבניית מבנים מתוך התאית, גטנהולם וצוותו מצאו דרך להכניס צינורות פחמן לג'ל, כדי להפוך אותו למוליך. זה נותן להם את הפוטנציאל לבנות דברים שהם גם מתכלים ובעלי זרמים חשמליים מובנים, כמו תחבושות שיכולות לאותת לרופאים על בריאותם של פצעים או בגדים העלולים להפוך את חום הגוף לחשמל.
"טכנולוגיית הדפסת תלת מימד, שיכולה להשתמש רק במתכות ופלסטיקה, הפכה לפתע לירוקה ואורגנית", אומר גטנהולם.
