La cellulosa è uno dei materiali organici più abbondanti sulla terra. Ricercatori svedesi della Chalmers University of Technology sono riusciti a utilizzarla come materiale di stampa 3D. Ai primordi della tecnologia di stampa in 3D il materiale utilizzato si riduceva ad alcune tipologie speciali di plastiche. Con l’evolversi delle tecniche, anche il materiale di stampa si è diversificato; oggi è possibile stampare metallo, ceramica, cibo, tessuto umano. La cellulosa, invece, è una prima assoluta.�

Erano già stati elaborati in passato filamenti “basati” sulla cellulosa; materiali compositi del legno come la segatura o illegno riciclato, e polimeri legati come il Laywoo-D3 o il WoodFill. Paul Gatenholm, Professore di Biopolymer Technology alla Chalmers è a capo del gruppo di ricercatori che è riuscito a utilizzare esclusivamente la cellulosa per stampare un oggetto tridimensionale.

Rispetto agli altri materiali usati per la stampa 3D, la cellulosa non si scioglie se riscaldata. Di conseguenza, non può essere sinterizzata e fatta uscire da un ugello come succede con la plastica o con i metalli. Per questa ragione, i ricercatori hanno dovuto elaborare una procedura completamente nuova e specifica per la cellulosa. Il primo passo è stato mescolare nanofibrille di cellulosa con un idrogel fatto di acqua al 99%. Con questa consistenza gelatinosa, la miscela è stata usata come materiale di stampa da una biostampante 3D per costruire un oggetto tridimensionale. Usando lo stesso principio di comportamento delle cellule e il collagene. A questo punto, bisognava assicurarsi che l’oggetto stampato conservasse la sua forma anche dopo essersi asciugato.

Lo spiega Gatenholm, «L’asciugatura è la fase critica dell’intera procedura. Congeliamo gli oggetti e solo a quel punto eliminiamo la componente acquosa. È possibile anche lasciar collassare la struttura in una direzione preferenziale, per creare film sottili».

Una volta superata questa fase, i ricercatori hanno deciso di esperimentare con un’altra possibilità: miscelare il gel con nanostrutture di carbonio per creare un inchiostro che avrebbe avuto, in più, conduttività elettrica. Entrambi i materiali, il gel non conduttivo e il carbonio conduttivo possono essere combinati per produrre circuiti tridimensionali. Gatenholm vede grandi possibilità per le applicazioni future, dall’imballaggio con sensoristica integrata, ai tessili capaci di convertire la temperatura corporea in elettricità, fino ad uno speciale abbigliamento sanitario in grado di “comunicare” con i medici in caso di necessità.

«La cellulosa, in combinazione con il veloce sviluppo della tecnologia di stampa 3D, offre anche notevoli vantaggi dal punto di vista ambientale. La cellulosa è una materia prima illimitata e completamente biodegradabile», assicura Gatenholm.

La presentazione ufficiale dell’innovativa ricerca è avvenuta alla conferenza New Materials from Trees, tenutasi dal 15 al 17 giugno a Stoccolma, dove Gatenholm ha anche annunciato il suo nuovo progetto: La sperimentazione con altri biopolimeri del legno per l’uso nella stampa 3D.

Fonte:

3D Printing Industry
(http://3dprintingindustry.com/2015/06/29/3d-printing-cellulose-conductive-cellulose-for-the-first-time-ever/)

Per approfondire:

Wallenberg Wood Science Center
(http://wwsc.se/)

 Chalmers University of Technology
(http://www.chalmers.se/en/departments/chem/news/Pages/Cellulose-from-wood-can-be-printed-in-3D.aspx)