Mleko zamiast plastiku. Ten wynalazek może zmienić przyszłość
Za sprawą nowych, prostszych w obsłudze drukarek 3D hobby to staje się z roku na rok coraz przystępniejsze. Mimo wszystko nadal ma sporo wad, ale jedną z nich rozwiązali amerykańscy uczeni. Badania trwały jednak wiele lat.
Druk 3D od lat boryka się z poważnym problemem dotyczącym filamentów. Zdecydowana większość z nich nadal powstaje na bazie ropy naftowej, nie ulega biodegradacji i zostaje z nami na dekady. To właśnie dlatego takie zainteresowanie wzbudziła informacja o rozwiązaniu opracowanym na University of Wisconsin-Platteville w USA, gdzie naukowcom udało się zamienić zepsute mleko w pełnoprawny materiał do druku 3D.
Pomysł brzmi egzotycznie, ale jego podstawy są zaskakująco logiczne
Mleko zawiera białka takie jak kazeina i serwatka, które po odpowiedniej obróbce można połączyć z istniejącymi polimerami. Zespół badawczy opracował metodę pozyskiwania tych białek z przeterminowanego nabiału i wykorzystania ich jako składnika biokompozytu przeznaczonego do druku 3D. Efektem nie jest "drukowany ser", lecz materiał o właściwościach zbliżonych do klasycznych tworzyw sztucznych, kompatybilny z popularnymi drukarkami 3D i oparty na odpadach spożywczych.
Nowa technologia wpisuje się w szerszy trend, który od kilku lat rozwija się w świecie druku addytywnego. Coraz częściej mówi się o recyklingu nieudanych wydruków, domowych ekstruderach do ponownego wytwarzania filamentu czy wykorzystaniu odpadów PET, zużytych opakowań i jednorazowych sztućców jako surowca do druku. Choć żadne z tych rozwiązań nie jest idealne, wszystkie zmierzają w jednym kierunku - ograniczenia śladu środowiskowego technologii 3D.
Impulsem do rozpoczęcia projektu był kryzys z czasów pandemii COVID-19, kiedy to gospodarstwa rolne w USA musiały wylewać miliony litrów mleka z powodu gwałtownego spadku popytu. Zamiast traktować nadwyżki jako problem, naukowcy zaproponowali, by stały się one zasobem dla przemysłu.
Na czele projektu stanęli dr John Obielodan z wydziału inżynierii mechanicznej i przemysłowej oraz dr Joseph Wu z katedry chemii. Przez kilka lat zespół dopracowywał rodzaje białek, ich czystość oraz proporcje w mieszankach, aby uzyskać odpowiednią wytrzymałość i elastyczność materiału. To właśnie na tym etapie wiele projektów biotworzyw kończy się fiaskiem, tutaj jednak udało się stworzyć filament, który faktycznie da się drukować bez problemów z zapychaniem dysz czy jakością wydruków.
Jeśli technologia trafi do komercjalizacji, jej znaczenie może być większe, niż się wydaje. Filamenty pochodzenia biologicznego mogą zmniejszyć wpływ druku 3D na środowisko, zdywersyfikować łańcuchy dostaw i stworzyć nowe źródła dochodu dla producentów mleka. A warto przypomnieć, że Polska ma duży udział w produkcji mleka w Europie.
