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Vous voulez une impression 3D créative et durable ? Que diriez-vous de Bioink à base d’algues



ArtSea Ink offre aux artistes une nouvelle alternative colorée aux matériaux polymères typiques pour le développement d’œuvres d’art à l’aide de ce médium.

Les chercheurs ont développé des encres colorées à base d’algues pour l’impression 3D, appelées ArtSea Ink, qui offrent aux artistes une alternative à l’encre biologique pour utiliser davantage le médium pour des conceptions et des œuvres d’art créatives.

Une équipe de scientifiques du Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) du ministère de l’Énergie a développé une encre composée de pigments de mica dans de l’alginate, un sucre d’algue qui forme un gel stable sans chaleur. Bien que l’encre ne reste pas sous sa forme stable dans le temps, elle se biodégrade rapidement afin que l’objet résultant ne crée aucun déchet nocif.

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Les chercheurs ont dispersé des poudres de mica dans des solutions d’alginate pour créer des encres éclatantes et nacrées pour l’impression 3D.

Reconnaissant que les artistes commencent à utiliser le support d’impression 3D comme un nouveau moyen de créer des compositions maintenant qu’il a évolué, l’équipe, dirigée par la chercheuse du PNNL Anne Arnold, visait à développer une alternative aux encres à base de polymère généralement utilisées, et la chaleur élevée nécessaires pour les solidifier en une forme finie, ont déclaré les chercheurs. Ils voulaient également de l’encre pouvant être imprimée en différentes couleurs.

« Le développement et l’accent mis sur l’utilisation du 3DP pour les arts ont été principalement basés sur l’utilisation de matières premières synthétiques, dérivées de la pétrochimie, polymères (par exemple, thermoplastiques) », ont écrit les chercheurs dans un article sur leur travail publié dans la revue. ACS Oméga. « Ces matières premières thermoplastiques nécessitent souvent un traitement à la chaleur ou à la lumière UV et, par conséquent, peuvent nécessiter un matériel d’impression dédié pour fonctionner. En revanche, les polymères d’origine biologique tels que les glucides utilisés pour créer des bioencres, des matrices d’hydrogel imprimables en 3D, ne nécessitent souvent pas de chauffer le matériau pour la 3DP.

Cependant, alors que l’utilisation de bio-encres et de polymères d’origine biologique, en général, pour le 3DP est répandue, peu d’attention a été accordée à l’utilisation de ces matériaux comme supports artistiques imprimables en 3D.

Trouver la formule

Les chercheurs connaissaient déjà à la fois la gomme xanthane, un autre polymère d’origine biologique utilisé comme liant et agent épaississant dans les peintures en émulsion acrylique, et l’acide alginique, une bioencre bon marché et largement utilisée pour l’impression 3D.

« L’alginate est un copolymère polysaccharidique avec un poids moléculaire élevé qui, comme le xanthane, se transforme en une gomme vicieuse lorsqu’il est hydraté et un hydrogel robuste lorsqu’il est réticulé avec des cations, tels que [unbound calcium]. « 

Inspirés par la similitude des propriétés physico-chimiques de l’alginate et de la gomme de xanthane et par le corpus croissant de connaissances sur l’alginate en tant que bioencre d’impression 3D, les chercheurs ont supposé que l’alginate pourrait servir de liant colorant ou de liant, et être utilisé comme « un nouveau médium d’art avec une capacité de traitement élevée.

Une chose à propos de l’alginate, cependant, est qu’il est presque incolore. Pour lui donner la couleur nécessaire pour optimiser l’encre pour la production artistique, l’équipe a ajouté des poudres de mica à l’alginate pour créer leur encre, qui peut être utilisée dans des compositions 2D et 3D.

Création de la bioencre

Pour développer l’encre, les chercheurs ont préparé une solution d’alginate à 8% dans de l’eau et ajouté l’une des huit couleurs différentes de pigments de mica, qui se sont complètement dispersés dans les solutions pour créer des couleurs éclatantes et nacrées, ont-ils déclaré. Ils ont également découvert qu’ils pouvaient contrôler la consistance du milieu en ajoutant plus ou moins d’agent de réticulation au chlorure de calcium.

L’équipe a fait la démonstration des nouvelles bioencres, qu’ils appellent ArtSea Ink, en imprimant en 3D deux exemples d’art : l’un une représentation 2D d’une luciole, avec un additif phosphorescent pour représenter son abdomen, et l’autre était une 3D structure montrant l’anatomie du cerveau humain.

Si elles sont conservées dans une solution neutre de chlorure de calcium, les structures 3D sont restées stables. Cependant, à l’heure actuelle, tout art créé avec les bioencres n’est pas stable à long terme – ce qui pourrait être un avantage car le matériau, contrairement au plastique, se biodégradera rapidement s’il est jeté.

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