用榴莲壳制作3D打印的材料

近年来，生物基材料越来越受欢迎。目前，不少研究机构和公司尝试用叶子、果皮和外壳等生物废料来制造生物基的材料或复合材料。

泰勒大学，精英艺术与技术学院和诺丁汉大学（均在马来西亚）的研究人员就在尝试用榴莲壳来制作可3D打印的生物复合材料。

榴莲被称为水果之王，以形状、味道、质地和气味而闻名。在马来西亚榴莲非常受欢迎，每年大约生产约吨榴莲果实，并产生约吨的榴莲壳。研究人员对榴莲壳研究分析发现，榴莲壳的主要成分为60.45%的纤维素，13.09%的半纤维素和15.45%的木质素。这些都是有用的生物聚合物，可以与PLA或天然的油脂混合成生物复合材料。

研究人员首先尝试了榴莲壳与PLA的混合，他们先将榴莲壳清洗干净，并切成小块；接着将其干燥，研磨成小颗粒；然后用滤网过筛（网孔尺寸为微米的筛子），以获得尺寸一致的颗粒（短纤维）；然后将颗粒再次干燥；最后将榴莲壳颗粒与PLA混合在一起，制成线材。

不过经过测试，榴莲复合PLA的刚度显着增加，但抗拉强度仅为11MPa，太脆了，没有任何用处。但研究小组表示，随着纤维尺寸的增加，榴莲复合PLA的刚度也会增加，不过还需要进行进一步的研究。

随着研究的深入，研究人员发现，将环氧化的棕榈油作为增塑剂，加入到榴莲复合PLA中可以提升其韧性和延展性。具体的措施也需要进一步的研究。

在生物降解性方面，研究人员掩埋了一些材料，发现在土壤中埋藏三个月后，大约83%的包装已经降解。

还有一种方法是将榴莲壳冻干，创造出榴莲壳纳米纤维，再与PLA、肉桂油混合。榴莲壳经干燥和研磨后，再筛分成90微米的粒径。然后和PLA、肉桂精油混合在一起，最后制成线材。

但是经过测试后，这种线材的强度并不理想，与理论上的计算结果并不符合。研究人员分析，可能是因为小颗粒团聚的结果。经过不断的尝试，研究人员发现颗粒的直径长短对线材的强度影响比较大。目前，他们找到的比较理想的颗粒直径为微米，线材的拉伸强度可以达到29.6MPa。具体原因研究人员目前也没有解读出来，推断可能和添加的棕榈油、肉桂油等油有关。

研究人员表示，现在的榴莲复合PLA性能以及不弱于普通PLA，他们还会做进一步的研究，从而获得性能更好的生物复合材料。

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