आप इन दिनों कुछ भी कर सकते हैं, कार पार्ट्स से लेकर केक तक। अधिकांश एडिटिव विनिर्माण प्लास्टिक या धातु (या चीनी) का उपयोग करता है, क्योंकि इन सामग्रियों को पिघलाना और उन्हें बाहर निकालना आसान है।
लेकिन, इसके महत्वपूर्ण पर्यावरणीय प्रभाव के कारण, 3 डी प्रिंटिंग की वर्तमान स्थिति के बारे में झटका है। यह निर्माण में ऊर्जा की काफी मात्रा का उपयोग करता है - इंजेक्शन मोल्डिंग से 50 प्रतिशत अधिक - और बहुत सारे गैर-बायोडिग्रेडेबल सामग्री बनाता है, जिसे कुछ डिजाइनर और पर्यावरणविद् अनावश्यक मानते हैं।
विशुद्ध रूप से प्राकृतिक सामग्री के साथ मुद्रण से उस दूसरे पर्यावरणीय बोझ को कम किया जा सकता है, लेकिन यह लंबे समय तक असंभव लग रहा है। “लकड़ी सेल्यूलोज, हेमिकेलुलोज और लिग्निन से बना है। इन घटकों में से कोई भी पिघल नहीं जाता है, और वे गर्म होने पर जलते हैं, ”पॉल गैटेनहोम कहते हैं, स्वीडन में चाल्मर्स यूनिवर्सिटी ऑफ टेक्नोलॉजी में एक रसायन विज्ञान और बायोपॉलिमर प्रौद्योगिकी के प्रोफेसर हैं।
गैलेनहोम और उनकी टीम वाल्मर्स वुड साइंस सेंटर में चालर्स में, फिर भी, 3 डी प्रिंट लकड़ी के रास्ते के साथ आते हैं, जिससे बायोडिग्रेडेबल संरचनाओं का निर्माण संभव हो गया है। सेल्युलोज, जो संरचना लकड़ी को अपनी ताकत देती है, वह ठोस, टिकाऊ और प्रचुर मात्रा में है, इसलिए उन्होंने मुद्रण के लिए बहुत अधिक संभावनाएं देखीं। प्लास्टिक और धातु, जो सबसे अधिक additive विनिर्माण में उपयोग किए जाते हैं, गर्म होने पर पिघल जाते हैं, जो एक बहने वाली तरल सामग्री के लिए बनाता है जो मुद्रण के लिए अनुकूल है। शोधकर्ताओं ने सेल्यूलोज को एक इंजेक्शन तरल में बदलने के लिए लकड़ी के तंतुओं की स्थिरता को बदलना पड़ा।
उन्होंने सेल्यूलोज नैनोफिल्स को मिलाया - मूल रूप से वही गूदा जो कागज बनाने के लिए इस्तेमाल किया जाता था - जो कि 98 प्रतिशत पानी में था। चुनौती इस अनुपात में डायल कर रही थी कि एक ऐसा मिश्रण तैयार किया जाए जो लचीला हो, लेकिन इससे ठोस संरचनाएं भी बन जाएंगी और यह तापमान के प्रति संवेदनशील नहीं था।
टिशू इंजीनियरिंग में एक पृष्ठभूमि वाले गैटेनहोम, मानव जीव विज्ञान में इसी तरह की तकनीक पर काम कर रहे थे, भौतिक प्रत्यारोपण बनाने की आशा के साथ जो एक व्यक्ति के साथ बढ़ेगा और उनके विशिष्ट शरीर रसायन विज्ञान के अनुकूल होगा। "हमें इस नई सामग्री की 3 डी बायोप्रिंटिंग में बायोइनक के रूप में क्षमता का एहसास हुआ, " वे कहते हैं। “एक दिन हमने नमूना सुखाया और देखा कि हम कपड़े जैसी महीन संरचनाएँ बना सकते हैं। हमने इस जेल की सुखाने की प्रक्रिया का अध्ययन करना शुरू कर दिया और पाया कि हम इसे नियंत्रित कर सकते हैं और 3 डी वास्तुकला को संरक्षित कर सकते हैं। ”
एक बार जब उन्हें मुद्रण के लिए सेलूलोज़ की स्थिरता मिल गई, तो शोधकर्ताओं ने प्रयोग करना शुरू कर दिया। उन्होंने बड़े पैमाने पर लकड़ी की संरचनाओं को मुद्रित किया, जिसमें कुर्सियां, और पतले लचीले पदार्थ, जैसे कपड़े शामिल थे। गैटेनहोम का मानना है कि प्रौद्योगिकी पूरी तरह से एडिटिव विनिर्माण को बदल सकती है, और वह अपनी सोच में अकेला नहीं है।
MIT की मेडिटेड मैटर लैब में नेरी ऑक्समैन जैसे अन्य शोधकर्ता कचरे को बचाने के लिए 3 डी प्रिंट प्राकृतिक सामग्रियों की कोशिश कर रहे हैं। ऑक्समैन ने कहा, "प्राकृतिक दुनिया में, सब कुछ बढ़ता है। अगर हम ऐसी तकनीक का निर्माण कर सकते हैं जो सामग्री को घटाकर अलग कर दे, तो हम उस प्रक्रिया में बहुत सारे तत्वों को नियंत्रित कर सकते हैं।"
सेल्यूलोज के बाहर संरचनाओं के निर्माण के अलावा, गैटेनहोम और उनकी टीम ने कार्बन नैनोट्यूब को जेल में डालने का एक तरीका ढूंढा, जिससे इसे प्रवाहकीय बनाया जा सके। यह उन चीजों को बनाने की क्षमता देता है जो दोनों बायोडिग्रेडेबल हैं और इसमें अंतर्निहित विद्युत धाराएं हैं, जैसे पट्टियाँ जो डॉक्टरों को घावों या कपड़ों के स्वास्थ्य के बारे में संकेत दे सकती हैं जो शरीर की गर्मी को बिजली में बदल सकते हैं।
"3 डी प्रिंटिंग तकनीक, जो केवल धातुओं और प्लास्टिक का उपयोग कर सकती है, अचानक हरी और जैविक हो गई, " गैटेनहोम कहते हैं।
