最近では、自動車の部品からケーキまで、何でもほぼ3Dプリントできます。 ほとんどの積層造形では、これらの材料を簡単に溶かして押し出すことができるため、プラスチックまたは金属（または砂糖）を使用します。
しかし、環境への重大な影響のため、3Dプリンティングの現在の状態については反発がありました。 製造にかなりの量のエネルギー（射出成形よりも50％多い）を使用し、多くの非生分解性材料を作成します。これらの材料は、一部の設計者や環境学者が不要だと考えています。
純粋に自然な素材を使用した印刷は、その2番目の環境負荷を軽減できますが、それは長い間不可能と思われていました。 「木はセルロース、ヘミセルロース、リグニンで構成されています。 スウェーデンのチャルマース工科大学の化学および生体高分子技術教授であるポール・ゲーテンホルムは、次のように述べています。
それにもかかわらず、ChalmersのWallenberg Wood Science CenterにあるGatenholmと彼のチームは、木材を3Dプリントする方法を考案し、生分解性の構造を構築できるようにしました。 木材に強度を与える構造であるセルロースは、しっかりしていて持続可能で、豊富であるため、印刷の可能性がたくさんあります。 ほとんどのアディティブマニュファクチャリングで使用されるプラスチックと金属は、加熱されると溶けて、印刷に役立つ流動性のある液体材料になります。 研究者は、セルロースを注入可能な液体に変えるために、木質繊維の粘稠度を変更する必要がありました。
彼らは、セルロースナノフィブリル（本質的には紙の製造に使用されているものと同じパルプ）を、98％の水であるスラリーに混合しました。 課題は、この比率でダイヤルして、柔軟性のある混合物を生成することでしたが、それはまた、固体構造を形成し、温度に敏感ではありませんでした。
組織工学のバックグラウンドを持つGatenholmは、人間の生物学で同様の技術に取り組んでおり、人と一緒に成長し、特定の身体化学に適応する物理的インプラントを作ることを望んでいました。 「3Dバイオプリンティングのバイオインクとして、この新しい素材の可能性に気付きました」と彼は言います。 「ある日、サンプルを乾燥させて、布地のような微細構造を作成できることを確認しました。 このゲルの乾燥プロセスの研究を開始し、それを制御して3Dアーキテクチャを維持できることを発見しました。」
セルロースの一貫した印刷性が得られると、研究者は実験を開始しました。 彼らは椅子を含む大規模な木製の構造物、および衣服などの薄い柔軟な素材を印刷しました。 Gatenholmは、この技術が積層造形を完全に変える可能性があると考えており、彼の考えは彼だけではありません。
MITのMediated MatterラボのNeri Oxmanのような他の研究者は、廃棄物を節約するために天然素材の3Dプリントを試みています。 「自然界では、すべてが成長します。材料を差し引く代わりに材料を成長させる技術を作成できれば、その過程で多くの要素を制御できます」とオックスマンは言いました。
Gatenholmと彼のチームは、セルロースから構造を構築することに加えて、カーボンナノチューブをゲルに入れて導電性にする方法を発見しました。 これにより、傷口の健康状態を医師に知らせることができる包帯や、体の熱を電気に変える可能性のある電流など、生分解性で電流が組み込まれたものを構築できる可能性があります。
「金属とプラスチックしか使用できなかった3Dプリンティングテクノロジーは、突然緑色になり、有機的になりました」とGatenholm氏は言います。
