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砍伐樹木、加工木材并不是制造家具或建筑材料的最有效或最環(huán)保的方式。麻省理工大學(xué)近期在該領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展，未來可直接將木材 3D 打印和種植成家具和其他物體的形狀。
木材雖然是可再生能源，但是我們對它的消耗速度已經(jīng)明顯快于它的生長速度。砍伐森林對野生動物產(chǎn)生了巨大的影響，加劇了氣候變化的影響。由于我們對木制品的需求不可能改變，因此我們獲取木制品的方法也必須改變。
現(xiàn)在，麻省理工學(xué)院的一個(gè)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)已經(jīng)展示了一種新的技術(shù)，可以在實(shí)驗(yàn)室中種植類似木材的植物材料，允許根據(jù)需要輕松調(diào)整重量和強(qiáng)度等特性。
該研究的主要作者 Ashley Beckwith 說：“我們的想法是，你可以準(zhǔn)確地按照你需要的形狀來種植這些植物材料，所以你不需要在事后做任何減法制造，這就減少了能源和浪費(fèi)的數(shù)量。有很大的潛力來擴(kuò)展這一點(diǎn)，并生長三維結(jié)構(gòu)”。
首先，該研究小組從被稱為 Zinnia elegans 的植物葉片中分離出細(xì)胞。然后，這些細(xì)胞在液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)了兩天，然后被轉(zhuǎn)移到一個(gè)更厚的、基于凝膠的培養(yǎng)基中。這種東西含有營養(yǎng)物質(zhì)和兩種不同的植物激素，它們的水平可以被調(diào)整，以調(diào)整材料的物理和機(jī)械性能。
接下來，研究小組將這種含有細(xì)胞的凝膠3D打印成特定的形狀，就像你 3D 打印一個(gè)塑料物體一樣。在黑暗中孵化三個(gè)月后，材料被脫水，最后的結(jié)果是一個(gè)由類似木材的植物物質(zhì)制成的定制物體。例如，在一次測試中，該團(tuán)隊(duì)將材料塑造成一棵樹的模型。
研究小組對不同水平的激素進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)較低水平的激素導(dǎo)致了較低密度的材料，具有圓形、開放的細(xì)胞。同時(shí)，由于有機(jī)聚合物木質(zhì)素的增長，較高的水平會生長出更小、更密集的結(jié)構(gòu)，而且更堅(jiān)硬。這種差異可用于制造更軟更輕的產(chǎn)品，或更強(qiáng)更硬的產(chǎn)品。
最終，我們的目標(biāo)是將該技術(shù)發(fā)展到木制物品基本上可以3D打印和生長，而不是從砍伐樹木獲得的較大的木塊上切割、塑形和連接。這一過程可能從小型木制物品開始，如木釘或裝飾品，然后最終發(fā)展到家具或建筑用木板。
原標(biāo)題：減少浪費(fèi) 未來可直接用木材3D打印成家具
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