مواد و ساخت پیشرفته

محققان با پرورش ریزجلبک‌ها (فیتوپلانکتون‌ها) با یک تیر دو نشان زدند! اول آنکه با پرورش این ریزجلبک‌ها اقدام به جذب کربن و کاهش آلودگی هوا کردند و دوم اینکه از آنها برای ساخت جوهر چاپ سه‌بعدی سازگار با محیط‌زیست بهره بردند! نتیجه این تحقیق در مجله ادونس متریال به چاپ رسیده است.

در حقیقت آنها با راه‌اندازی کارخانه‌های زیستی ریزجلبک‌ها یک راه‌حل زیست تجدیدپذیر برای محصولات ساخت افزودنی و چاپ سه‌بعدی ارائه دادند. گفته می‌شود از این جوهر زیستی برای ساخت بلوک‌های ساختمانی سازگار با محیط زیست با فناوری چاپ سه‌بعدی استفاده می‌شود.

بسیاری از بخش‌های صنعت چاپ سه‌بعدی با چالش‌های بسیاری مواجه است زیرا دانشمندان به دنبال افزایش سرعت فرآیند و همچنین امکان ایجاد اندازه‌های مشخصه‌تر حتی فشرده‌تر و ارزان‌تر کردن چاپگرهای لیزری سه بعدی هستند و یکی از مشکلات عمده‌ای که در حال حاضر بر سر راه این روش تولید افزودنیست این واقعیت است که جوهرهای چاپ سه بعدی اغلب به مونومرهای مبتنی بر نفت و سایر افزودنی ها متکی هستند که نه تنها سازگار با محیط زیست نیستند بلکه حتی می‌توانند سمی باشند.

آنها معتقدند عصاره‌های ریزجلبک‌ها را می‌توان به عنوان مواد قابل چاپ (جوهر) برای پرینت سه بعدی با وضوح بالا با استفاده از فناوری مبتنی بر لیزر به نام چاپ لیزری سه بعدی دو فوتونی استفاده کرد و ایجاد کارخانه‌های ریزجلبک پتانسیل ایجاد انقلابی در علم مواد را دارد زیرا رویکرد جدید سازگار با محیط زیست است و همچنین ریزجلبک‌ها در طول کشت خود می‌توانند تثبیت کربن را انجام دهند و دی اکسید کربن اتمسفر را به مولکول‌های آلی تبدیل کنند.

علاوه بر این، ریزجلبک‌ها برخلاف برخی از پلاستیک‌های زیستی گیاهی با محصولات غذایی برای زمین‌های قابل کشت رقابت نمی‌کنند. همچنین کشت ریزجلبک‌ها به آب شیرین نیاز ندارد به این معنی که حتی می‌توان از فاضلاب استفاده کرد، بنابراین جایگزین‌های جالبی برای مسیرهای تصفیه فاضلاب ارائه می‌دهد.

این تیم به‌ویژه به ترکیبات آلی چرب و آبگریز لیپیدی در این ریزجلبک‌هایی علاقه‌مند بودند، به‌ویژه آنهاییکه عمدتاً از تری‌گلیسیریدها تشکیل شده‌اند. نه تنها ریزجلبک‌ها سریع‌تر از سایر محصولات روغن نباتی رشد می‌کنند بلکه عملکرد چربی این موجودات نیز بیشتر است. این اسیدهای چرب بسیار غیراشباع هستند، به این معنی که دو یا چند اتم کربن دارند که با پیوند دو یا سه گانه به هم متصل می‌شوند، به این معنی که می‌توان آنها را با اتم‌ها یا رادیکال‌های اضافی ترکیب کرد. پیوندهای دوگانه این اسیدهای چرب غیراشباع را می‌توان برای عامل‌دار کردن با گروه‌های قابل چاپ استفاده نمود. همچنین ماده ابداع شده توسط این تیم امکان چاپ سه بعدی را بدون افزودن آغازگرهای نوری فراهم می‌کرد.

منبع