Bê tông và thịt đã là gì? Sắp tới gỗ cũng có thể in 3D

Chặt cây và xử lý gỗ không phải là cách hiệu quả nhất hoặc thân thiện với môi trường nhất trong việc làm đồ nội thất hoặc xây dựng. Ở hiện tại, gỗ có thể là một nguồn tài nguyên có thể tái tạo, nhưng con người đang sử dụng nó nhanh hơn nhiều so với việc bổ sung lại. Nạn phá rừng đang có tác động mạnh mẽ đến động vật hoang dã và làm trầm trọng thêm tác động của biến đổi khí hậu. Vì sự thèm muốn của con người đối với các sản phẩm bằng gỗ không có khả năng thay đổi, nên thứ cần thay đổi chính là các phương pháp để tạo ra chúng.

Trong những năm gần đây, các nhà nghiên cứu đã chuyển sang trồng gỗ trong phòng thí nghiệm. Tất nhiên, chúng không phải cây, mà là trồng gỗ. Nó cũng không giống như việc nuôi cấy tế bào động vật để lấy thịt trong phòng thí nghiệm, thay vì nuôi động vật sống và giết mổ chúng.


Khi gỗ có thể in 3D, con người sẽ không cần phải chặt cây nhiều như hiện nay nữa.

Và giờ đây, một nhóm các nhà khoa học của MIT đã chứng minh một kỹ thuật mới có thể "trồng" một loại vật liệu thực vật giống như gỗ trong phòng thí nghiệm, cho phép dễ dàng điều chỉnh các đặc tính như trọng lượng và độ bền khi cần thiết.

“Ý tưởng là bạn có thể trồng những nguyên liệu thực vật này theo đúng hình dạng mà bạn cần, vì vậy, bạn sẽ không cần phải thực hiện bất kỳ công đoạn sản xuất cắt bỏ nào, và điều này làm giảm lượng năng lượng cũng như chất thải”, Ashley Beckwith, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết. "Có rất nhiều tiềm năng để mở rộng điều này và phát triển các cấu trúc ba chiều."

Đầu tiên, nhóm nghiên cứu đã phân lập các tế bào từ lá của loài cây được gọi là Zinnia elegans (cúc ngũ sắc). Sau đó, những tế bào này được nuôi cấy trong môi trường lỏng trong hai ngày, trước khi được chuyển sang môi trường gel đặc hơn. Loại gel này chứa các chất dinh dưỡng và hai loại hormone thực vật khác nhau, với mức độ của chúng có thể được điều chỉnh, để thay đổi các đặc tính vật lý và cơ học của vật liệu.

Tiếp theo, nhóm đã in 3D gel chứa tế bào này thành một hình dạng cụ thể, giống như cách người ta in 3D một vật thể bằng nhựa. Sau ba tháng ủ trong bóng tối, vật liệu này bị mất nước và kết quả cuối cùng là một vật thể tùy chỉnh được làm từ chất liệu thực vật giống như gỗ. Ví dụ, trong một thử nghiệm, nhóm nghiên cứu đã tạo hình vật liệu thành mô hình một cái cây.


Một sơ đồ minh họa cách các tế bào thực vật có thể được nuôi cấy và in 3D thành các hình dạng tùy chỉnh, với các đặc tính khác nhau dựa trên các mức hormone bổ sung khác nhau.

Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm với các mức độ khác nhau của kích thích tố và nhận thấy rằng mức độ thấp hơn dẫn đến vật liệu có mật độ thấp hơn, với các kết cấu ô tròn, mở. Trong khi đó, mức độ cao khiến chúng trở nên nhỏ hơn, với cấu trúc dày đặc hơn và cứng hơn, nhờ vào sự tăng trưởng gia tăng của lignin (một loại polymer tự nhiên phong phú thứ hai trên thế giới, chỉ sau cellulose). Sự khác biệt này có thể được sử dụng để tạo ra các sản phẩm với đặc tính mềm hơn và nhẹ hơn, hoặc mạnh hơn và cứng hơn, nếu cần.

Cuối cùng, mục tiêu của nghiên cứu là phát triển công nghệ đến mức các vật thể bằng gỗ về cơ bản có thể được in 3D, thay vì phải cắt, tạo hình và ghép từ những mảnh gỗ lớn thu được từ việc chặt cây. Quá trình này có thể bắt đầu với các đồ vật nhỏ bằng gỗ hoặc đồ trang trí, trước khi chuyển sang đồ nội thất hoặc ván để xây dựng.

Nhóm nghiên cứu cho biết, bước tiếp theo là tìm cách áp dụng phương pháp này cho các loại cây khác. Zinnia không phải là cây lấy gỗ, nên việc điều chỉnh quy trình để mọi thứ hoạt động với một thứ như gỗ thông có thể sẽ là một bước đột phá lớn.

Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Materials Today.

Loading...
TIN CŨ HƠN
Đường hầm gió tốc độ 37.000km/h của Trung Quốc dự kiến sẽ sẵn sàng vào năm tới

Đường hầm gió tốc độ 37.000km/h của Trung Quốc dự kiến sẽ sẵn sàng vào năm tới

Đường hầm gió siêu thanh (hoặc siêu tốc) được thiết kế để mô phỏng cho các phương tiện di chuyển với tốc độ lên đến Mach 30 ở độ cao từ ở độ cao từ 40km đến 100km.

Đăng ngày: 30/06/2025
Vật liệu nhẹ nhất thế giới, nhẹ hơn cả không khí nay đã có thể in 3D

Vật liệu nhẹ nhất thế giới, nhẹ hơn cả không khí nay đã có thể in 3D

Việc có thể in 3D thành công sử dụng loại vật liệu nhẹ nhất thế giới - graphene aerogel hứa hẹn sẽ mở ra một chương mới cho ngành công nghiệp vật liệu.

Đăng ngày: 22/06/2025
Điện thoại giúp nhìn xuyên thấu mọi chất liệu

Điện thoại giúp nhìn xuyên thấu mọi chất liệu

Các nhà nghiên cứu tại viện công nghệ UT Dallas mới đây đã biến những chiếc điện thoại cầm tay thành thiết bị giúp người dùng có thể nhìn xuyên thấu mọi chất liệu như tường, gỗ, nhựa, giấy…

Đăng ngày: 15/06/2025
Trung Quốc chế tạo kính nhìn xuyên thấu quần áo

Trung Quốc chế tạo kính nhìn xuyên thấu quần áo

Một nhóm các nhà khoa học Trung Quốc phát triển thiết bị dò siêu nhỏ cho phép nhìn xuyên qua quần áo hoặc một số vật liệu bìa cứng và giấy.

Đăng ngày: 13/06/2025
Tham vọng chế tạo Iron Man của quân đội Mỹ

Tham vọng chế tạo Iron Man của quân đội Mỹ

Bộ Tư lệnh Lực lượng Đặc biệt của Mỹ (SOCOM) hiện đang theo đuổi một chương trình mang tính cách mạng nhằm hỗ trợ năng lực siêu nhân cho binh sĩ trong nhiệm vụ tác chiến.

Đăng ngày: 25/05/2025
Công nghệ tàng hình là gì? Nó hoạt động thế nào?

Công nghệ tàng hình là gì? Nó hoạt động thế nào?

Bạn đã từng nghe đến máy bay tàng hình, tàu ngầm tàng hình nhưng bạn có biết nghĩa của tàng hình ở đây thực sự là gì?

Đăng ngày: 26/04/2025
Phát hiện đột phá về công nghệ tạo ra điện Mặt trời vào ban đêm

Phát hiện đột phá về công nghệ tạo ra điện Mặt trời vào ban đêm

Với việc chứng minh có thể sản xuất điện Mặt trời vào ban đêm, các nhà khoa học Australia đã đạt được bước đột phá về công nghệ năng lượng tái tạo.

Đăng ngày: 19/04/2025
Tiêu điểm
Khoa Học News