Imprimantele 3D reprezintă o tehnologie versatilă care construiește obiecte tridimensionale prin stratificarea materialelor, folosind adesea materiale plastice sau rășini fotopolimerizabile. Această abordare devine din ce în ce mai răspândită în industriile care necesită componente complexe, cum ar fi dispozitivele medicale, producția de automobile, industria aerospațială și alte asemenea produse.
Printre diferitele tehnici, imprimarea 3D pe bază de lumină se remarcă prin capacitatea sa de a crea structuri la scară micro- și nanometrică, având rezoluție și precizie excepționale și folosind cerneluri activate de lumină. Cu toate acestea, cernelurile convenționale utilizate pentru această metodă se bazează adesea pe produse petrochimice, care sunt semnificativ dăunătoare pentru mediu. Pentru a rezolva acest lucru, industria se îndreaptă către cerneluri derivate din biomasă, care sunt mai durabile și biocompatibile, deoarece sunt, în general, derivate din culturi de plante.
Un studiu recent al oamenilor de știință de la Universitatea Heidelberg arată că microalgele pot fi folosite ca „biofabrici” pentru a produce materiale pentru imprimantele 3D de înaltă rezoluție. Două tulpini de alge, Odontella aurita și Tetraselmis striata, au fost selectate pentru conținutul lor ridicat de trigliceride și ratele de creștere rapide, făcându-le surse de biomasă mai eficiente în comparație cu culturile tradiționale.
Trigliceridele găsite în cele două tulpini diferă în ceea ce privește tipul și cantitatea și sunt esențiale pentru determinarea randamentului final și a calității cernelii. Cercetătorii au extras și au modificat chimic aceste trigliceride pentru a crea cerneluri capabile să imprime structuri 3D complicate. Prin studii detaliate, cercetătorii au arătat versatilitatea acestor cerneluri derivate din microalge.
Această abordare nu este doar prietenoasă cu mediul – deoarece microalgele recoltate din mediile marine captează carbonul atmosferic –, dar oferă și o biomasă foarte eficientă, fără a concura pentru terenurile arabile. Prin utilizarea cernelurilor derivate din microalge cu biocompatibilitate naturală, studiul deschide calea pentru aplicații mai sigure, non-toxice în domenii biomedicale, cum ar fi implanturile.
În plus, utilizarea algelor pentru a obține agenți fotoreactivi naturali elimină nevoia de cerneluri sintetice activate de lumină, contribuind astfel la progresul tehnologiei de imprimare 3D bazate pe lumină. Pe măsură ce cererea pentru alternative mai ecologice crește, acest studiu subliniază potențialul microalgelor de a revoluționa industria imprimării 3D și de a reduce impactul asupra mediului.
Ce sunt imprimantele 3D?
Imprimantele 3D sunt dispozitive care construiesc un obiect tridimensional pornind de la un model CAD sau un model digital 3D. Acest lucru poate fi realizat printr-o varietate de procese prin care materialele sunt depozitate, unite și solidificate într-un mediu controlat de computer, fiecare material (plastic, pulberi etc.) fiind adăugat strat cu strat.