Satu pasukan penyelidik dari Universiti SEGi telah membangunkan bahan komposit terbiodegradasi dan terurai hidro untuk percetakan 3D, menangani kebimbangan yang semakin meningkat tentang sisa plastik dan pencemaran mikroplastik. Kajian yang dijalankan oleh Mieow Kee Chan, Chan Chin Wang, Yi Shen Tee, Mei Hui Tan, dan Shamini Janasekaran, meneroka potensi komposit kanji/serbuk kayu/gliserol/lemongrass essential oil (SWGL) sebagai alternatif yang mampan kepada termoplastik dalam pembuatan bahan tambahan.
Bahan cetakan 3D tradisional sangat bergantung pada termoplastik, yang bukan sahaja menyumbang kepada pencemaran mikroplastik tetapi juga membebaskan sebatian organik meruap (VOC) semasa pencetakan. Penyelidikan ini memberi tumpuan kepada membangunkan bahan komposit mesra alam, hidro-terurai yang menggabungkan kanji, serbuk kayu, gliserol, dan minyak pati serai (LEO) untuk meningkatkan kebolehcetakan, kekuatan dan kebolehbiodegradasian.
Salah satu cabaran utama dalam membangunkan bahan cetakan 3D berasaskan kanji ialah kekuatan mekanikal yang rendah. Pati terkenal dengan biodegradasinya tetapi tidak mempunyai ketahanan. Kajian mendapati bahawa menyalut kanji dan menggabungkan LEO dengan ketara meningkatkan kekuatan bahan dan sifat penyerapan air.
Penemuan Utama daripada Penyelidikan:
- Kekuatan Ditingkatkan sebanyak 55% – Menambah 0.2 wt% LEO meningkatkan sifat mekanikal komposit.
- Penyerapan Air yang Dipertingkatkan – Bahan ini menunjukkan kebolehdegradasian hidro yang tinggi, terutamanya dalam persekitaran berasid, menjadikannya sesuai untuk aplikasi terbiodegradasi.
- Kebolehcetakan yang Lebih Baik - Komposit SWGL mengekalkan integriti struktur semasa pencetakan, memastikan reka bentuk berkualiti tinggi.
- Mesra Alam & Boleh Terbiodegradasi - Bahan terurai secara semula jadi di dalam air, mengurangkan kesan alam sekitar.
Kajian itu menyerlahkan potensi bahan percetakan 3D yang boleh terurai hidro dalam aplikasi dunia sebenar. Komposit SWGL telah berjaya digunakan untuk mencetak objek seperti bingkai foto dan cenderamata, menunjukkan daya maju praktikalnya untuk produk pengguna. Penyepaduan minyak pati serai bukan sahaja menguatkan bahan tetapi juga meningkatkan sifat kemampanannya.
Komposit SWGL dengan 0.5 wt% LEO dikenal pasti sebagai bahan yang menjanjikan untuk aplikasi percetakan 3D yang mesra alam. Dengan penyelidikan dan pengoptimuman lanjut, ia boleh dikembangkan ke pelbagai sektor, termasuk:
- Bahan pembungkusan mesra alam
- Hiasan rumah yang mampan dan barangan pengguna
- Peranti perubatan terbiodegradasi tersuai
Apabila industri beralih ke arah alternatif yang lebih hijau, bahan mampan seperti komposit SWGL boleh mentakrifkan semula masa depan pembuatan aditif.
Penyelidikan ini menyumbang kepada Matlamat Pembangunan Lestari Pertubuhan Bangsa-Bangsa Bersatu (SDG):
SDG 9 – Industri, Inovasi dan Infrastruktur: Memajukan teknologi pembuatan mesra alam.
SDG 12 – Penggunaan dan Pengeluaran Bertanggungjawab: Mengurangkan pergantungan kepada plastik berasaskan petroleum.
SDG 13 – Tindakan Iklim: Mempromosikan alternatif terbiodegradasi untuk memerangi pencemaran.