世纪大学的研究团队开发出一种可生物降解与水降解的3D打印复合材料，以解决日益严重的塑料废物与微塑料污染问题。这项由Mieow Kee Chan、Chan Chin Wang、Yi Shen Tee、Mei Hui Tan和Shamini Janasekaran所进行的研究探讨了淀粉/木粉/甘油/香茅精油（SWGL）复合材料作为热塑性塑料可持续替代品在增材制造中的潜力。
传统的 3D 打印材料严重依赖热塑性塑料，这不仅会造成微塑料污染，还会在打印过程中释放挥发性有机化合物 (VOC)。这项研究的重点是开发一种环保型可水基降解复合材料，该材料结合了淀粉、木粉、甘油和柠檬草精油（LEO），可提高打印性能、强度和生物可降解性。
开发基于淀粉的 3D 打印材料的主要挑战之一是机械强度低。淀粉以其生物可降解性著称，但缺乏耐久性。研究发现，淀粉涂层和 LEO 的加入大大增强了材料的强度和吸水性能。
主要研究结果
- 强度提高 55% - 添加 0.2 wt% 的 LEO 可提高复合材料的机械性能。
- 吸水性增强--该材料具有很高的水降解性，尤其是在酸性环境中，因此适合生物降解应用。
- 更好的印刷性能--SWGL 复合材料在印刷过程中保持了结构的完整性，确保了高质量的设计。
- 环保和可生物降解 - 材料可在水中自然分解，减少对环境的影响。
这项研究强调了水降解三维打印材料在现实世界应用中的潜力。SWGL复合材料被成功用于打印相框和纪念品等物品，证明了其在消费品方面的实际可行性。柠檬草精油的加入不仅增强了材料的强度，还提高了材料的可持续性。
含有 0.5 wt% LEO 的 SWGL 复合材料被认为是一种很有前景的环保型 3D 打印应用材料。随着进一步的研究和优化，它可以扩展到各个领域，包括：
- 环保包装材料
- 可持续家居装饰和消费品
- 定制生物降解医疗器械
随着工业向更环保的替代品转变，SWGL 复合材料等可持续材料将重新定义增材制造的未来。
这项研究有助于实现联合国可持续发展目标（SDGs）：
可持续发展目标 9--工业、创新和基础设施：推进生态友好型制造技术。
可持续发展目标 12--负责任的消费和生产：减少对石油基塑料的依赖。
可持续发展目标 13--气候行动：推广可生物降解的替代品，消除污染。