威斯康星大學普拉特維爾分校的兩位教授公布了一項結合農業(yè)和增材制造的新突破。研究人員開發(fā)出一種頗為出人意料的技術，可以將過期牛奶轉化為環(huán)保的3D打印材料。這項最近獲得專利的方法利用酪蛋白和乳清等牛奶蛋白來制造用于3D打印的新型可持續(xù)材料。它可以減少塑料垃圾，并為美國奶農開辟新的收入來源。

該項目最初是為了應對新冠疫情期間乳制品行業(yè)的牛奶產量過剩而啟動的。供應鏈中斷導致大量牛奶被拒收，給奶農造成了巨大的利潤損失。然而，John Obielodan博士和Joseph Wu博士并沒有讓這些過剩的牛奶白白浪費，而是看到了利用牛奶蛋白質的機會。他們最初專注于從變質牛奶中提取蛋白質，并將其添加到用于3D打印的聚合物共混物中。經過多年的實驗，該團隊成功研制出一種兼具強度和柔韌性的生物復合材料，可用于高性能應用。

這項研究本身側重于測試哪些蛋白質與現(xiàn)有的3D打印材料結合效果最佳。該大學化學和機械工程系的學生也參與了蛋白質純化和配方調整，以優(yōu)化材料的強度和打印性能。最終，他們研發(fā)出一種獨特的聚合物，它不僅性能良好，而且可生物降解。這有望成為目前行業(yè)主流的石油基塑料的替代品。

通過再利用牛奶蛋白，該項目將農業(yè)廢棄物轉化為制造業(yè)的寶貴資產。這是一種循環(huán)經濟模式，通過重復利用材料來抵消環(huán)境影響。這項研究也符合美國在支持當?shù)剞r民的同時推進綠色技術的更廣泛目標。政府資助的乳業(yè)創(chuàng)新中心項目在幫助研究人員將想法從概念轉化為專利方面發(fā)揮了至關重要的作用。根據(jù)Agreste Graph'agri 2024的一項研究，到2022年，法國的牛奶產量將達到234億升，成為歐洲第二大牛奶生產國。不難想象，這個美國項目將為我們地區(qū)帶來怎樣的益處。

根據(jù)國家乳制品經濟跨專業(yè)中心的數(shù)據(jù)，2023年，法國擁有44,000個奶牛場和731個牛奶加工廠（圖片來源：威斯康星大學普拉特維爾分校）

未來，這項技術的應用范圍可能超越3D打印耗材。早期研究表明，這項技術可以用于制造其他類型的可持續(xù)塑料產品，從汽車零部件到消費品。通過將增材制造與乳制品行業(yè)相結合，該項目展示了意想不到的聯(lián)系如何能夠帶來突破性的創(chuàng)新。

這類研究也提醒我們，3D打印材料的未來可能不僅來自高科技實驗室，還可能來自農場和各個行業(yè)。在美國是這樣，但法國又何嘗不是呢？想象一下，一杯牛奶最終可能會變成手機殼或家具。

編譯整理：3dnatives