Our website does not support Internet Explorer.

To get the best experience on our website and of our content, please use a more modern browser like Edge, Chrome, Safari or similar.

Smart återvinning: 3D-skrivare bygger hus av gammalt papper

Pappersindustrin efterlämnar stora mängder avfallsprodukter som i slutänden bränns upp. I framtiden kan resterna istället användas till byggnader i 3D-utskrift.

Wikimedia Commons

En forskargrupp från tyska Freiburg Universitet har upptäckt ett biologiskt nedbrytbart trämaterial som kan användas för att skriva ut lätta byggnader och andra komplexa strukturer i 3D.

Materialet är en slags tjockflytande deg som består av hundra procent organiskt material från papper. Degen har två beståndsdelar, cellulosa och lignin, som bägge återfinns i papperets primära ingrediens: Trä.

Skrivare laddas med organisk betong och armeringsjärn

Cellulosa är en komplex kolhydrat bestående av sockermolekyler, som dessutom är det vanligaste organiska ämnet i världen. Cellulosa utgör nämligen den primära byggstenen i de flesta växters cellväggar. Ren bomull innehåller 90 procent cellulosa och trä innehåller mellan 40 och 50 procent cellulosa.

Man kan jämföra cellulosa med armeringsjärnet i en betongvägg: Det är det kemiska skelettet som står för styrkan i växtens struktur.

En 3D-skrivare laddad med en organisk deg av 50 procent cellulosa och 50 procent lignin från pappersprodukter skapar strukturer som kan användas i nybyggnation. När byggnaderna rasar kan materialet återigen återvinnas.

© Lisa Elbers

Den andra beståndsdelen i det nya materialet är lignin. Om cellulosan är armeringsjärnet är ligninet betongen. Ligninet fyller ut hålrummen mellan cellväggens cellulosemolekyler, binder ihop dem och reglerar strukturens flexibilitet.

Lignin utgör 30 procent av allt organiskt kol i atmosfären och det återfinns i synnerhet i trä och vedartade växter där det står för den så kallade förvedningen som gör växter hårda och “träaktiga”.

Endast 58 procent av världens papper återvinns

Forskarna använder lignin och hydroxipropylcellulosa – en speciell form av cellulosa där molekylerna arrangerar sig som kristaller trots att den är flytande – och kopplade ihop de båda ämnena med hjälp av en karboxylsyra som avspjälkade överflödigt vatten. På så sätt kunde de få fram en smidig bioplast som kan användas för 3D-utskrifter.

När man ska skriva ut ett material i 3D utsätts det för höga temperaturer så att det smälter, varefter det pressas genom en dysa och slutligen stelnar i önskad form.

Problemet med lignin är att det inte smälter vid höga temperaturer. Det förkolnar, vilket gör materialet alltför trögflytande. Men den speciella kombinationen med cellulosa gör att materialet förblir flytande.

Hittills har forskarna extraherat ren lignin från björk, men nästa steg är att undersöka hur restprodukter från pappersproduktion kan återvinnas. Pappersindustrin producerar nämligen ett överflöd av lignin som restprodukt och vanligtvis hamnar det till slut på en förbränningsanläggning. Förhoppningen är att resterna från pappersproduktionen i framtiden ska kunna användas för att bygga hus.

Enbart i USA används 85 miljoner ton papper varje år – och sett över hela världen är det endast 58 procent av allt papper som återvinns.

Läs också:

Gul robot-ubåd på land
Miljö

Självstyrande robotar dammsuger havsbotten efter plast

4 minuter
Miljö

Snart är de här: Forskare utvecklar hållbara flip-flops av alger

3 minuter
Miljö

Hungrig nanosvamp kan rädda djurliv från oljekatastrofer

3 minuter

Logga in

Ogiltig e-postadress
Lösenord behövs
Visa Dölj

Redan prenumerant? Prenumererar du redan på tidningen? Klicka här

Ny användare? Få åtkomst nu!

Nollställ lösenord.

Skriv in din e-postadress, så skickar vi anvisningar om hur du återställer ditt lösenord.
Ogiltig e-postadress

Kontrollera din e-post

Vi har skickat ett e-postmeddelande till med instruktioner om hur du återställer ditt lösenord. Kontrollera ditt skräppostfilter om meddelandet inte har kommit.

Uppge nytt lösenord.

Skriv in ett nytt lösenord. Lösenordet måste ha minst 6 tecken. När du har upprättat ditt lösenord blir du ombedd att logga in.

Lösenord behövs
Visa Dölj