Дрожжи вместо пластика: в Швеции разработали новый материал для 3D-печати

В Технологическом университете Чалмерса в Швеции разработали новый биоразлагаемый материал на основе дрожжей, который может использоваться для изготовления архитектурных и интерьерных элементов методом 3D-печати. Результаты работы опубликованы в журнале Frontiers of Architectural Research.

Разработка ориентирована на замену материалов, которые сегодня широко используются в строительстве и дизайне интерьеров, но производятся из невозобновляемого сырья. В частности, речь идёт о пластиках, синтетических тканях и некоторых видах отделочных материалов.

Основой нового материала стали пекарские дрожжи, целлюлозные волокна древесины, альгинат, получаемый из водорослей, растительный глицерин и вода. Вместе они образуют пластичную гидрогелевую массу, пригодную для 3D-печати при комнатной температуре. Такой подход позволяет отказаться от энергоёмкого нагрева и минимизировать производственные отходы.

Авторы исследования отмечают, что строительная отрасль остаётся одним из крупнейших потребителей ресурсов и источников выбросов парниковых газов. Поэтому поиск материалов, способных заменить продукцию на основе ископаемого сырья, рассматривается как одно из важных направлений декарбонизации сектора.

По словам руководителя группы Малгожаты Збоинской, проект объединяет биоматериалы и цифровое производство, открывая новые возможности для проектирования архитектурных элементов. С помощью 3D-печати исследователи могут создавать сложные формы практически без образования отходов и точно контролировать распределение материала.

Полученный материал может использоваться для изготовления внутренних перегородок, стеновых панелей, декоративных элементов и экранов, регулирующих проникновение солнечного света. Изменяя состав смеси, учёные способны управлять цветом, прозрачностью, фактурой и другими свойствами материала.

Особенность технологии заключается в необычном использовании дрожжей. Если традиционно они применяются для ферментации в пищевой промышленности, то в данном случае выступают полноценным конструкционным компонентом. Именно дрожжевая биомасса обеспечивает материалу объём, механическую устойчивость и прочность.

Авторы также видят перспективы использования побочных продуктов пищевой промышленности и сельского хозяйства. В частности, в качестве сырья могут рассматриваться отходы пивоваренного производства и другие органические остатки, которые сегодня зачастую не находят полезного применения.

Одним из главных преимуществ нового материала исследователи называют его полную биоразлагаемость. В отличие от традиционных строительных решений, рассчитанных на максимально длительный срок службы, биоматериалы позволяют иначе взглянуть на жизненный цикл продукции и её возврат в природную среду после завершения эксплуатации.

Пока технология находится на стадии исследований, и до её широкого внедрения предстоит изучить прочность, влагостойкость, пожарную безопасность и другие эксплуатационные характеристики. Тем не менее разработчики считают, что подобные материалы могут стать основой для нового поколения экологичных архитектурных решений.

В перспективе исследователи рассчитывают перейти к созданию более сложных инженерных живых материалов, способных выполнять дополнительные функции — например, самостоятельно восстанавливаться после повреждений или очищать воздух от загрязняющих веществ.