Le bois a toujours été entaché par les pratiques de gaspillage générées lors des processus de façonnage, augmentant les coûts et l'impact environnemental. Aujourd'hui, des chercheurs en science des matériaux et en nano-ingénierie de Rice ont développé une encre à base d'eau sans additif, composée de lignine et de cellulose, les éléments constitutifs fondamentaux du bois. L'encre peut être utilisée pour produire des structures en bois architecturalement complexes via une technique d'impression 3D connue sous le nom d'écriture directe à l'encre.

Les travaux ont été récemment publiés dans la revue Science Advances. .

"La capacité de créer une structure en bois directement à partir de ses propres composants naturels ouvre la voie à un avenir plus respectueux de l'environnement et innovant", a déclaré Muhammad Rahman, professeur adjoint de recherche en science des matériaux et en nano-ingénierie à Rice. "Cela annonce une nouvelle ère de construction durable en bois imprimé en 3D."

Les implications sont considérables et pourraient révolutionner des secteurs tels que l'ameublement et la construction.

"Contrairement aux tentatives précédentes, cette méthode utilise exclusivement des composants en bois à l'échelle nanométrique pour l'impression 3D, marquant une avancée significative dans le domaine", a déclaré Pulickel Ajayan, professeur d'ingénierie Benjamin M. et Mary Greenwood Anderson et professeur et président de la science des matériaux et de la nano-ingénierie.

Les recherches de l'université se sont concentrées sur l'optimisation de la composition de l'encre en ajustant le rapport entre la lignine, les nanofibres de cellulose et les nanocristaux tout en maintenant l'équilibre naturel lignine-cellulose, selon M.S.H Thakur et Chen Shi, principaux co-auteurs de l'étude.

Bien que la lignine soit l'un des biopolymères les plus abondants sur Terre, c'est le produit le moins valorisé dans les industries, a noté Amit Naskar, collaborateur du projet et membre du personnel principal de recherche et développement du laboratoire national d'Oak Ridge.

Des analyses complètes après impression ont été menées pour évaluer la surface et les structures internes du bois imprimé en 3D, en le comparant à ses homologues en bois naturel. Le résultat présentait non seulement des similitudes étroites avec le bois naturel en termes de texture, mais également en termes de parfum et de résistance.

De plus, des tests mécaniques ont été effectués pour évaluer les résistances à la compression et à la flexion, révélant des résultats prometteurs qui surpassaient ceux du bois de balsa naturel.