Zepsute mleko jako filament do drukarki 3D? Naukowcy twierdzą, iż to możliwe

Drukowanie słodkich figurek, podstawek pod telefon czy choćby drobnych części zamiennych do aut to interesujące i przyjemne hobby. Nierzadko da się w ten sposób sporo zarobić. Mało kto jednak zdaje sobie sprawę z tego, jak mało ekologiczne jest takie zajęcie. Filament do drukarek 3D ulega biodegradacji tylko w ściśle określonych przypadkach. Po pierwsze musi być wykonany z surowców odnawialnych, takich jak skrobia. Po drugie potrzebuje odpowiednich warunków kompostowych. W przeciwnym razie może zalegać w środowisku przez długie lata. Okazuje się jednak, iż istnieje rozwiązanie tego problemu.

Drukarki 3D i filament z białka zamiast ropy

Naukowcy z University of Wisconsin‑Platteville opracowali materiał, który powstaje zepsutego mleka. Udowodnili, iż kazeina i serwatka mogą stać się bazą dla ekologicznego filamentu do druku 3D. Nad technologią pracowali dr John Obielodan i dr Joseph Wu. Wraz ze studentami badali adekwatności mlecznych białek i sprawdzali, jak przekształcić je w materiał o stabilnych parametrach. najważniejsze było dobranie odpowiedniej formy białka oraz proporcji składników. Dzięki temu nowy biokompozyt jest elastyczny, wytrzymały i nadaje się do użycia w standardowych drukarkach 3D. Po latach testów projekt został opatentowany, a prawa do wynalazku posiada organizacja WiSys.

Naukowcy pracują nad filamentem do druku 3D / Źródło: UW-Platteville

Do rozpoczęcia badań skłoniła naukowców sytuacja z pierwszych miesięcy pandemii COVID‑19. Zakłócenia w transporcie i przetwórstwie sprawiły, iż rolnicy musieli wylewać ogromne ilości mleka. Zespół postanowił więc znaleźć sposób, by taki odpad zyskał wartość. Opracowany materiał pozwala wykorzystać mleko, które normalnie trafiłoby do utylizacji. Może to zmniejszyć straty w gospodarstwach i stworzyć dla rolników nowe źródło dochodu.

Biokompozyt z białek mleka jest też odpowiedzią na rosnące zapotrzebowanie na ekologiczne zamienniki plastiku. Tradycyjne filamenty powstają z ropy i nie rozkładają się w środowisku. Nowy materiał jest biodegradowalny, a jego produkcja generuje mniej emisji. Projekt otrzymał łącznie około 180 tys. dolarów wsparcia z Dairy Innovation Hub, co pozwoliło dopracować technologię i przygotować ją do komercjalizacji.

Prawdziwa rewolucja dopiero przed nami

Badacze podkreślają, iż filament z białek mleka to dopiero pierwszy krok. Materiał może być wykorzystywany do tworzenia obudów elektronicznych, elementów motoryzacyjnych czy części medycznych.

Technologia może też zostać rozszerzona na inne rodzaje biokompozytów. realizowane są przygotowania do przekazania praw partnerom przemysłowym, którzy mogliby wprowadzić produkt na rynek. Naukowcy przewidują, iż białka mleka mogą stać się podstawą całej grupy ekologicznych materiałów inżynieryjnych. To otwiera drogę do kolejnych innowacji.

Źródło: University of Wisconsin-Platteville / Zdj. otwierające: Unsplash (@marylooo)