创新3D打印材料：咖啡渣与蘑菇的环保结合

2025年2月，南极熊获悉，华盛顿大学的一个研究团队成功开发出名为Mycofluid的可堆肥3D打印材料，材料由咖啡渣、糙米粉、灵芝孢子等天然成分混合而成，这种新型材料能够作为塑料包装的环保替代品，背后的理念来源于博士生Danli Luo对日常生活中废物再利用的深刻思考。



Luo在一次偶然的机会中发现，自己剩余的咖啡渣可以作为一种理想的营养基质来培养真菌。她设想创造一种不仅能支持真菌孢子生长，还能通过菌丝体（即真菌根系）将这些咖啡渣粘合在一起的材料。最终，这种材料不仅具有防水性能，而且重量轻，强度接近传统的不可回收包装材料。

从创意到实际应用：定制化解决方案
为了制造这种新材料，Luo为Jubilee 3D打印机设计了一款定制的3D打印头，能够容纳高达1L的Mycofluid糊状物。研究团队经过一系列实验，使用含有孢子的咖啡渣混合物3D打印了多种物品，包括用于小型玻璃器皿的包装和花瓶。打印出来的物品被放置在密封的塑料箱中，在特定条件下培养10天，让菌丝体在外围形成一个坚固的外壳。接着，将这些部件干燥24小时，防止真菌进一步生长。

研究人员指出，这种新材料比聚苯乙烯泡沫稍重，但十分坚固，更重要的是，这种材料能够生物降解，这对于生产小批量产品的小型企业来说尤为重要。


△Luo 等人利用3D打印进行制造

可持续发展的新方向
除了Mycofluid之外，还有许多其他基于有机材料或食品副产品的可持续3D打印材料正在开发中。例如，西班牙马德里的LOWPOLY公司推出了名为LOWIMPACT的材料，这是一种由咖啡渣和PLA组成的混合物，已被用来为巴塞罗那的一家咖啡店打印装饰品和家具，包括灯具、凳子和吧台。


△采用 LOWIMPACT 材料制成的 3D 打印酒吧、凳子和灯具

OXMAN设计实验室也加入了这场“绿色革命”，他们推出的O°鞋是一款完全由PHA（一种从细菌中提取的有机热塑性塑料）制成的产品。这款鞋子展示了PHA作为石油基塑料替代品的巨大潜力，以及强调了如何通过设计和技术减少环境足迹。


△Oᵒ 鞋由 3D 针织鞋底和 3D 打印外壳组成

探索未来：更多可持续材料的应用
科学家们还在探索各种其他可持续材料的可能性，如用枣核制作装饰瓷砖的浆料，以及用活真菌制造的3D打印电池。还有一些项目则致力于将废弃的龙虾壳和蛋壳转化为3D打印生物陶瓷。可以说，随着技术的进步，我们正迈向一个更加环保、资源循环利用的新时代。通过不断地创新和实践，未来的制造业有望变得更加可持续，减少对地球自然资源的消耗。