Du bois imprimé en 3D à partir de ses propres composants naturels

L’une des dernières avancées dans le domaine des sciences et des technologies provient de l’Université Rice, où des chercheurs ont développé une nouvelle méthode pour la fabrication de structures en bois via l’impression 3D dans l’objectif d’adopter des pratiques de fabrication plus respectueuses de l’environnement.

Le bois, matériau de construction ancestral, est souvent associé à des pratiques de production peu durables. Cependant, une équipe de chercheurs en science des matériaux et nano-ingénierie à l’Université Rice a mis au point une encre à base d’eau, sans additifs, composée de lignine et de cellulose, éléments fondamentaux du bois. Cette encre permet de produire des structures en bois aux architectures complexes grâce à une technique d’impression 3D appelée écriture directe d’encre.

Vers une construction en bois durable

« La capacité à créer une structure en bois directement à partir de ses composants naturels ouvre la voie à un avenir plus écologique et novateur », a déclaré Muhammad Rahman, professeur assistant de recherche en science des matériaux et nanoingénierie à Rice. Cette technique pourrait révolutionner des industries telles que le mobilier et la construction, en offrant une alternative plus verte aux méthodes de fabrication traditionnelles. On peut très bien imaginer la réalisation des premiers tests sur une maquette 3D bois afin de démontrer le potentiel considérable de cette approche innovante.

Une avancée significative dans l’impression 3D

« Contrairement aux tentatives précédentes, cette méthode utilise exclusivement des composants de bois à l’échelle nanométrique pour l’impression 3D, marquant une avancée significative dans le domaine », a souligné Pulickel Ajayan, professeur et président de science des matériaux et nanoingénierie.

La recherche de l’université s’est concentrée sur l’optimisation de la composition de l’encre en ajustant le ratio de lignine, de nanofibres de cellulose et de nanocristaux, tout en maintenant l’équilibre naturel lignine-cellulose.

Des résultats prometteurs

Après l’impression, des analyses approfondies ont été menées pour évaluer les structures de surface et internes du bois imprimé en 3D, en les comparant à leurs homologues en bois naturel. Les résultats ont non seulement montré des similitudes étroites avec le bois naturel en termes de texture, mais aussi d’odeur et de résistance.

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

Cette innovation souligne le potentiel inexploité de matériaux naturels comme la lignine, souvent considérée comme un sous-produit de faible valeur dans les industries.

Légende illustration : Muhammad Rahman (au centre), professeur adjoint de recherche en science des matériaux et en nano-ingénierie à Rice, et son laboratoire. Avec l’aimable autorisation de Gustavo Raskosky/Université de Rice.

Article : « Three-dimensional printing of wood » – DOI: 10.1126/sciadv.adk3250