A klímaváltozás kezelése, az atmoszférába kerülő károsanyag-kibocsátás csökkentése az emberiség előtt álló egyik legnagyobb kihívás. Senki nem tudja a pontos megoldást, viszont a 3D nyomtatás fontos szerepet fog játszani benne – derül ki az Észak-karolinai Állami Egyetem tanulmányából.
A felsőoktatási intézmény kutatói bemutatták, hogyan iktatható ki nyomtatott szűrőkkel a széndioxid. Speciális hidrogélt printeltek hozzá, amely képes visszatartani, „megfogni” a karbonhidráz enzimet. Ez azért fontos, mert az enzim felgyorsítja a széndioxidot és a vizet hidrogénkarbonáttá alakító folyamatot.
Mivel a 3D nyomtatáson alapuló gyártással minden gyorsabb és pontosabb, megfelelő nyersanyagokból elkészíthető ez az anyag. A hidrogél mechanikailag elég erős a printeléshez, és folyamatos nyomtatószállá alakítható.
Az extrudálás és a fotopolimerizáció keverékének tűnő, az anyag-kilövelléshez (material jetting) hasonló eljárást dolgoztak ki. Kéz különféle szerves vegyületből és karbonhidrázból nyomtatótintát készítettek. Ezt követően kétdimenziós rácsra nyomtatták a hidrogél fonalszerű szálait, míg az oldatot ultraibolya fénnyel szilárdították meg. Így érték el, hogy a hidrogél elég erős legyen a nyomtatáshoz.
Kisebb kísérlet során egy gázkeverékben lévő széndioxid huszonnégy százalékát szűrték ki. Elmondták, hogy a korábbi teszteken jobb eredményt értek el, a gyengébb teljesítményt a szűrő kis méretével magyaráztak: a kísérlethez használt változat átmérője a három centimétert sem érte el.
Szerencsére a szűrők nagyobbá alakíthatók, méretük és formájuk változtatható. A szűrés hatékonyságát növelendő, akár oszloppá is rendezhetők. A szűrés tartósságát tesztelve, kiderült, hogy a nyomat ezer óra elteltével is megtartotta szénmegkötő kapacitása ötvenkét százalékát.
A kutatók hangsúlyozzák: munkájuk elején tartanak, annyi viszont már bebizonyosodott, hogy a széndioxidot megkötő eszközökhöz újféleképpen is kidolgozhatók anyagok.
