从农场到打印机:乳清蛋白开启可持续增材制造新纪元
威斯康星大学普拉特维尔分校的研究人员近期成功开发出一种创新方法,将乳制品废料转化为可持续3D打印材料。
根据该校发布的信息,John Obielodan与Joseph Wu教授已获得美国专利,专利名称为《利用乳蛋白开发用于3D打印的生物复合材料》。
这项技术通过利用变质牛奶中的蛋白质制造生物塑料,为过剩乳制品提供了新的应用途径,同时有效减少了环境废弃物。
校长Tammy Evetovich博士表示,这一突破体现了大学的前沿研究精神,推动了可生物降解的3D打印可持续材料的发展,并为石油基塑料提供了环保替代品。
该项目始于COVID-19疫情期间,当时牛奶过剩与供应链中断导致大量乳制品被丢弃。 Obielodan教授解释道:“乳制品含有酪蛋白和乳清蛋白等成分,我们思考为何不将这些本被浪费的牛奶转化为有价值的产品。” 经过五年实验,WiSys技术基金会获得了一项将乳制品废料转化为可用塑料材料的美国专利。

利用变质牛奶制造3D打印线材需要确定最佳蛋白质类型与形式。 研究人员测试了多种蛋白质方案,最终找到了最佳制备方法。
化学与机械工程系学生也参与了研究,在制备与测试生物基聚合物过程中获得了实践经验。 该项目最初由威斯康星州政府资助的“乳品创新中心”提供两年期5万美元资助,后续资金追加至约18万美元。 研究团队计划进一步开发该技术,并与行业伙伴合作推动商业化。
Obielodan补充道,利用牛奶蛋白可制造多种产品,从3D打印线材到其他工程材料。 与此同时,其他机构也在生物基3D打印领域取得进展。
2025年,华盛顿大学研究人员提出一种3D打印菌丝基生物复合材料的新方法,无需传统模具。 该研究由Danli Luo、Junchao Yang与Nadya Peek领导,开发了专有可打印浆料Mycofluid、定制3D打印系统Fungibot及孵化工艺。

此外,维尔纽斯大学与考纳斯理工大学研究人员开发出基于大豆的可回收生物树脂,用于光学3D打印。 该材料在满足传统3D打印技术要求的同时,具备更高生物相容性与更低成本。
通过添加大豆提取物,该树脂支持小批量生产,旨在减少对不可回收石油基光聚合物的依赖。 根据互联网公开信息。


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