实验室培养植物物质 3D打印木材可塑性高

［星岛综合报道］砍伐树木和加工得木材并不是制造家俬或建筑材料的最有效或最环保的方式。麻省理工学院(MIT)的科学家们现在在一个过程中取得了突破性进展，有朝一日可以让我们将木材直接3D打印和种植成家俬和其他物品的形状。

木材可能是一种可再生资源，但我们使用它的速度比我们补充它的速度快得多。砍伐森林对野生动物产生了巨大的影响，加剧了气候变化的影响。由于人们对木制产品的喜好不可能改变，我们获得木制产品的方法也必须改变。

近年来，研究人员已经转向在实验室内种植木材。不是树木，只是木材本身，这与正在进行的培养动物细胞以获得实验室生产的肉类的工作并不一样，而不是饲养活的动物并将其屠宰。而现在，MIT的一个科学家团队已经展示了一种新的技术，可以在实验室中种植类似木材的植物材料，允许根据需要轻松调整重量和强度等特性。

该研究的主要作者Ashley Beckwith说：“我们的想法是，你可以准确地按照你需要的形状来种植这些植物材料，所以你不需要在事后做任何裁切，这就减少了能源和浪费。它有很大的潜力来扩展，并种植三维的结构。”

首先，该研究小组从被称为百日草(Zinnia elegans)的植物叶片中分离出细胞。然后，这些细胞在液体培养基中培养了两天，然后被转移到一个更厚的、基于凝胶的培养基座中。这种东西含有营养物质和两种不同的植物激素，其水平可以被调整以调节材料的物理和机械性能。

接下来，研究小组将这种含有细胞的凝胶3D打印成一个特定的形状，就像你3D打印一个塑料物体一样。在黑暗中“孵化”三个月后，该材料被脱水，最后的结果是一个由类似木材的植物物质制成的订制物体。例如，在一次测试中，该团队将材料塑造成一棵树的模型。

研究小组对不同水平的激素进行了实验，发现较低水平的激素导致了较低密度的材料，具有圆形的、开放的细胞。同时，由于有机聚合物木质素的增加，较高的水平生长出更小、更密集的结构，而且更坚硬。这种差异可用于制造更软更轻或更强更硬的产品。

最终，目标是将该技术发展到木制物品基本上可以3D打印和生长，而不是从砍伐树木获得的较大木块上切割、成形和连接。这个过程可能从小型木制品开始，如木钉或装饰品，然后最终发展到家俬或建筑用木板。

该团队说，接下来的步骤是研究如何将该方法应用于其他植物。百日草不产木头，但将这一过程应用于像松树这样的东西可能是一个重大突破。

图片：MIT

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