微藻革新3D打印墨水：綠色科技的曙光

2024年8月，南極熊獲悉，來自海德堡大學的，由Eva Blasco教授領(lǐng)導的研究團隊揭示了微藻在3D打印中的潛在價值。他們發(fā)現(xiàn)，金鱗小藻（O. aurita）和條紋四爿藻（T. striata）可以轉(zhuǎn)化為高分辨率3D打印所需的墨水，他們的研究已經(jīng)發(fā)表在Advanced Materials上，題目為Printing Green: Microalgae-Based Materials for 3D Printing with Light。研究表明微藻提取物在雙光子3D激光打印技術(shù)展現(xiàn)出驚人的可打印性，為環(huán)保材料的開發(fā)開辟了新路徑。



3D打印：從創(chuàng)新走向主流
3D打印技術(shù)，憑借其層層疊加的構(gòu)建方式，已成為制造業(yè)中不可或缺的一部分。它在醫(yī)療設備、汽車、航空航天等多個領(lǐng)域展現(xiàn)出非凡潛力，甚至在家庭和建筑行業(yè)也逐漸嶄露頭角。然而，隨著行業(yè)的擴張，對環(huán)保材料的需求愈發(fā)迫切。

微藻優(yōu)勢：生物相容與環(huán)保并行



面對3D打印油墨對環(huán)境的影響，科研人員將目光轉(zhuǎn)向了微藻。這些微小生物不僅生長迅速，能高效吸收二氧化碳，還能產(chǎn)出豐富的生物基材料，成為化石燃料衍生材料的理想替代品。同時，微藻無需占用寶貴的耕地資源，也不會對食物鏈造成影響。

微藻墨水不僅克服了傳統(tǒng)3D打印材料的環(huán)境問題，還展現(xiàn)出了優(yōu)異的生物相容性。微藻在生長過程中進行碳固定作用，不需要淡水，能在廢水中茁壯成長，是可持續(xù)生產(chǎn)的優(yōu)選。此外，微藻墨水中的綠色色素，如葉綠素衍生物，可以替代傳統(tǒng)光引發(fā)劑，減少毒性物質(zhì)的使用。

微藻是一種獨特的原料，因為它們含有單體和光引發(fā)劑的有趣代謝物，可以直接產(chǎn)生用于 3D 打印的油墨，而無需依賴外部且通常非生物基的添加劑。該團隊設計的材料表現(xiàn)出優(yōu)異的生物相容性，無需添加光引發(fā)劑即可進行 3D 打印（光引發(fā)劑是當光照射到分子上時會吸收光子并從激發(fā)態(tài)形成活性物質(zhì)，可以引發(fā)進一步的反應。）

展望未來：循環(huán)經(jīng)濟的實踐
研究團隊正致力于將微藻墨水的生產(chǎn)擴大至工業(yè)化水平，同時探索加速生產(chǎn)流程的技術(shù)。他們的目標是構(gòu)建一個閉環(huán)的循環(huán)經(jīng)濟模型，確保微藻基材料在完成其生命周期后，能夠自然降解，回歸自然，甚至為新的微藻培養(yǎng)提供養(yǎng)分，實現(xiàn)真正的生態(tài)循環(huán)。微藻墨水的出現(xiàn)，標志著3D打印行業(yè)向綠色、可持續(xù)方向邁出的重要一步。這項科技創(chuàng)新不僅解決了環(huán)保問題，還展示了自然界蘊藏的無限可能，預示著一個更加環(huán)保、高效的制造業(yè)未來的到來。

原文鏈接：DOI：10.1002/adma.202402786