創(chuàng)新3D打印材料：咖啡渣與蘑菇的環(huán)保結合

2025年2月，南極熊獲悉，華盛頓大學的一個研究團隊成功開發(fā)出名為Mycofluid的可堆肥3D打印材料，材料由咖啡渣、糙米粉、靈芝孢子等天然成分混合而成，這種新型材料能夠作為塑料包裝的環(huán)保替代品，背后的理念來源于博士生Danli Luo對日常生活中廢物再利用的深刻思考。



Luo在一次偶然的機會中發(fā)現(xiàn)，自己剩余的咖啡渣可以作為一種理想的營養(yǎng)基質來培養(yǎng)真菌。她設想創(chuàng)造一種不僅能支持真菌孢子生長，還能通過菌絲體（即真菌根系）將這些咖啡渣粘合在一起的材料。最終，這種材料不僅具有防水性能，而且重量輕，強度接近傳統(tǒng)的不可回收包裝材料。

從創(chuàng)意到實際應用：定制化解決方案
為了制造這種新材料，Luo為Jubilee 3D打印機設計了一款定制的3D打印頭，能夠容納高達1L的Mycofluid糊狀物。研究團隊經(jīng)過一系列實驗，使用含有孢子的咖啡渣混合物3D打印了多種物品，包括用于小型玻璃器皿的包裝和花瓶。打印出來的物品被放置在密封的塑料箱中，在特定條件下培養(yǎng)10天，讓菌絲體在外圍形成一個堅固的外殼。接著，將這些部件干燥24小時，防止真菌進一步生長。

研究人員指出，這種新材料比聚苯乙烯泡沫稍重，但十分堅固，更重要的是，這種材料能夠生物降解，這對于生產(chǎn)小批量產(chǎn)品的小型企業(yè)來說尤為重要。


△Luo 等人利用3D打印進行制造

可持續(xù)發(fā)展的新方向
除了Mycofluid之外，還有許多其他基于有機材料或食品副產(chǎn)品的可持續(xù)3D打印材料正在開發(fā)中。例如，西班牙馬德里的LOWPOLY公司推出了名為LOWIMPACT的材料，這是一種由咖啡渣和PLA組成的混合物，已被用來為巴塞羅那的一家咖啡店打印裝飾品和家具，包括燈具、凳子和吧臺。


△采用 LOWIMPACT 材料制成的 3D 打印酒吧、凳子和燈具

OXMAN設計實驗室也加入了這場“綠色革命”，他們推出的O°鞋是一款完全由PHA（一種從細菌中提取的有機熱塑性塑料）制成的產(chǎn)品。這款鞋子展示了PHA作為石油基塑料替代品的巨大潛力，以及強調了如何通過設計和技術減少環(huán)境足跡。


△Oᵒ 鞋由 3D 針織鞋底和 3D 打印外殼組成

探索未來：更多可持續(xù)材料的應用
科學家們還在探索各種其他可持續(xù)材料的可能性，如用棗核制作裝飾瓷磚的漿料，以及用活真菌制造的3D打印電池。還有一些項目則致力于將廢棄的龍蝦殼和蛋殼轉化為3D打印生物陶瓷。可以說，隨著技術的進步，我們正邁向一個更加環(huán)保、資源循環(huán)利用的新時代。通過不斷地創(chuàng)新和實踐，未來的制造業(yè)有望變得更加可持續(xù)，減少對地球自然資源的消耗。