Gli scarti di lignina delle bioraffinerie per rafforzare la stampa 3D

Studiosi dell’Oak Ridge Nationl Laboratory hanno sviluppato un metodo per ridurre i rifiuti e abbattere i costi degli oggetti stampati. 

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Da sottoprodotto industriale nella produzione da biomassa a materia prima per la stampa 3D: la lignina potrebbe diventare a breve la pietra angolare che unisce due dei più dinamici settori di sviluppo nelle tecnologie ecosostenibili.

I ricercatori dell’Oak Ridge National Laboratory (ORNL) in Tennessee, il più grande laboratorio del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti, hanno sviluppato un nuova metodica che reimpiega la lignina risultante come “scarto” nella produzione di biogas, come componente di base di un composto perfetto per la stampa 3D.

Un risultato non semplice, dato che la lignina ha proprietà di combustione a temperature molto basse e una struttura che poco si adatta alla fluidità richiesta nella stampa 3D. Se utilizzata da sola l’estrusione attraverso gli ugelli delle stampanti scalderebbe troppo il composto che faticherebbe a uscire diventando troppo vischioso. La soluzione trovata dai ricercatori dell’ORNL e pubblicata sulla rivista specializzata Science Advance è stata combinare alla lignina del nylon ottenendo risultati sorprendenti: il nuovo composto sopporta temperature di fusione molto elevate, mantiene le proprietà di resistenza meccanica della lignina e produce un filamento simile per elasticità a quello realizzato con il solo nylon pur risultando meno vischioso di quelli ottenuti con la plastica ABS o polistirene.

Il tutto abbattendo i costi sia per la stampa 3D che per un settore che, di per sé, non sembrerebbe collegato a tale tecnologia. La lignina è tra i principali sottoprodotti di processi come la produzione di bioetanolo e biogas. Come tale, viene difficilmente reimpiegata e diviene un costo di smaltimento invece che una risorsa. Con l’innovazione portata dai ricercatori dell’ORNL, la lignina diverrebbe una materia prima a basso costo per l’industria della stampa 3D e contemporaneamente una voce virtuosa nel ciclo di produzione delle bioraffinerie.

Le ricerche ora si concentrano sull’implementazione di nuovi mix come l’aggiunta di una quantità variabile tra il 4 e il 16% di fibra di carbonio che renderebbe il composto ancora più versatile, resistente e adatto alla stampa 3D. Le sperimentazioni degli studiosi americani, intanto, hanno portato ad aumentare la percentuale di lignina nel nuovo composto fino a quasi il 50% del totale.

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