{"id":73399,"date":"2020-04-01T07:26:54","date_gmt":"2020-04-01T05:26:54","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=73399"},"modified":"2020-03-27T13:20:10","modified_gmt":"2020-03-27T12:20:10","slug":"komplexe-zelluloseobjekte-drucken","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/komplexe-zelluloseobjekte-drucken\/","title":{"rendered":"Komplexe Zelluloseobjekte drucken"},"content":{"rendered":"

Forschende der ETH Z\u00fcrich und der Empa druckten mit einem Zellulose-\u200bVerbundmaterial verschiedene Objekte, deren Zellulosegehalt h\u00f6her liegt als derjenige von anderen 3D-\u200bgedruckten zellulosebasierten Gegenst\u00e4nden. Ein Trick half dabei.<\/strong><\/p>\n

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Ein 3D-\u200bgedrucktes Ohrknorpelimitat aus Zellulose-\u200bVerbundmaterial. (Bild: Michael Hausmann \/ ETH Z\u00fcrich \/ Empa)<\/figcaption><\/figure>\n

B\u00e4ume und andere Pflanzen machen es vor: Sie stellen Zellulose selbst her und bauen daraus komplexe Strukturen mit aussergew\u00f6hnlichen mechanischen Eigenschaften. Zellulose ist deshalb f\u00fcr Materialwissenschaftler attraktiv, um nachhaltige Produkte mit speziellen Funktionen herzustellen. Das Material zu komplexen Strukturen mit hohem Zelluloseanteil zu verarbeiten, fordert Materialwissenschaftler jedoch nach wie vor heraus.<\/p>\n

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Filigranes Gitter. (alle Fotos: M.Hausmann\/ETH\/Empa)<\/figcaption><\/figure>\n

Eine Gruppe von Forschenden der ETH Z\u00fcrich und der Empa haben nun einen Weg gefunden, Zellulose mittels 3D-\u200bDrucker zu verarbeiten, um fast beliebig komplexe Gegenst\u00e4nde mit sehr hohem Zelluloseanteil zu schaffen.<\/p>\n

Dazu kombinierten die Forschenden das Direct Ink Writing, eine 3D-\u200bDrucktechnik, mit einem nachfolgenden Verdichtungsprozess. Damit gelang es den Materialforschenden, den Zellulosegehalt in den gedruckten Objekten auf einen Volumenanteil von 27 Prozent zu heben, wie sie in der Fachzeitschrift \u00abAdvanced Functional Materials<\/em><\/span>\u00bb berichteten<\/a>.<\/p>\n

Tinte aus Wasser und Nanozellulose<\/h3>\n
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Wabenstruktur.<\/figcaption><\/figure>\n

Die ETH-\u200b und Empa-\u200bForschenden sind freilich nicht die ersten, die Zellulose mit dem 3D-\u200bDrucker verarbeiten. Mit bisherigen Ans\u00e4tzen, bei denen ebenfalls zellulosehaltige Druckpaste verwendet wurden, gelang es allerdings nicht, feste Objekte mit einem derart hohen Zelluloseanteil und von solch hoher Komplexit\u00e4t anzufertigen.<\/p>\n

Die Druckpaste, die Hausmann und seine Kollegen einsetzen, ist denkbar einfach zusammengesetzt. Sie ist eine Dispersion aus Wasser und wenigen hundert Nanometer grossen Zellulosepartikeln und -\u200bfasern. Der Zelluloseanteil liegt zwischen sechs und 14 Prozent des Tintenvolumens.<\/p>\n

L\u00f6sungsmittelbad verdichtet Zellulose<\/h3>\n

Der Trick der ETH-\u200bForschenden ist, den Gegenstand nach dem Drucken in ein Bad aus organischen L\u00f6sungsmitteln einzubringen. Weil Zellulose organische L\u00f6sungsmittel abweist, lagern sich die Zellulosepartikel dicht zusammen. Dadurch schrumpft das Objekt, was zu einer starken Zunahme der relativen Menge von Zellulosepartikel im Material f\u00fchrt.<\/p>\n

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