科学家们开发了一种新的“墨水”，可以用木头3D打印物体。这种材料可以减少在制造各种产品时浪费的木材数量，而且它可以利用现有的木材废料，否则这些废料最终会被焚烧或倾倒。首先，在3D打印介质中使用木材并不是一个新想法。除其他外，我们之前已经看到用木材衍生的纤维素打印出的木制物体，以及由锯末与生物环氧树脂混合制成的3D打印吉他。麻省理工学院的科学家甚至正在开发一种方法，将实验室培育的木材培育成预定的三维形状。
然而，休斯顿莱斯大学的研究人员声称，他们是第一个用一种完全由木材天然成分组成的材料3D打印出真正的木制物体的人。
与水一起，粘性油墨由纤维素纳米纤维、纤维素纳米晶体和木质素组成——后者是一种有机聚合物，构成了植物（包括树木）的大部分支撑组织。纤维素和木质素都可以从林业、建筑和消费品行业产生的木材废料中收获。
木墨水用于通过称为直接墨水书写 （DIW） 的 3D 打印工艺在连续的层中构建物体。这类似于常用的熔融沉积建模 （FDM） 技术，其中熔融材料从喷嘴中挤出，然后在冷却时硬化。在DIW中，材料不是冷却，而是通过烧结过程呈现成固体形式。
对于木墨，烧结过程包括将印刷物体在 -85 ºC （-121 ºF） 下冷冻干燥 48 小时，然后在 180 ºC （356 ºF） 下加热 20 至 30 分钟。加热步骤将木质素转化为结合纤维素纤维和晶体的“分子胶”。
据报道，用这种材料打印出来的小物体在外观、结构、质地、热稳定性甚至气味方面与天然木材非常相似。它们在机械上也比天然轻木更坚固，天然轻木被用作研究的基线。作为额外的好处，它们在丢弃时会生物降解。
更重要的是，当用墨水打印项目时，仅使用打印该项目所需的确切墨水量。相比之下，当一个物体是用一块天然木材雕刻或铣削的时，所有去除的木材都会被浪费掉。
“直接用自己的天然成分创造木结构的能力为更加环保和创新的未来奠定了基础，”首席科学家，助理教授Muhammad Rahman说。“它预示着可持续3D打印木结构的新时代。
科学家们确实承认，该过程中的冷冻干燥和加热步骤是能源密集型的，因此他们正在探索替代方案。最近发表在《科学进展》（Science Advances）杂志上的一篇关于他们研究的论文。
