3D打印的材料可回收吗？

在希腊塞萨洛尼基的New Raw零废物实验室用再生塑料废物3D打印家具。New Raw创始人Panos Sakkas和Foteini Setaki表示，通过启动“打印你的城市”（Print Your City）项目，他们努力展示在长期和高价值应用中使用塑料的最佳方法。New Raw实验室当中的机器人手臂3D打印机将废弃物中的塑料废物转化为街道设施，包括人体工学凳子和植物花盆等等。

第一批以希腊古城市原型为基础的人体工学凳子在去年年中进行了3D打印。每个凳子打印花了12个小时，并使用了大约100公斤（220磅）的磨碎废塑料。 New Raw相信可以提高生产效率，并与可口可乐合作建立零废物实验室。

该实验室也成为当地人的教育中心，让当地人了解塑料回收过程，并有机会为他们的社区设计新家具。该项目在一份新闻稿中表示，居民可以根据自己的需求塑造每个独特物体的设计和使用，他们可以选择哪一个公共空间来容纳他们的作品，以及形状、颜色和特定的综合功能，以促进城市健康和环保的生活方式。每件物品都有一个自行车架，一个树盆，甚至一个喂狗的碗或一个书柜。更重要的是，这些物体采用基于人体工程学的曲率，以适应放松的身体姿势。

自项目网站于2018年12月推出以来，当地人已经提交了3000多种设计。本月New Raw零废物实验室在塞萨洛尼基的Hanth公园安装了第一批3D打印城市家具。 New Raw的目标是在项目运行期间回收4吨塑料废物。

3D打印技术作为一项集光／机／电、计算机、数控及新材料于一体的先进制造技术，其已广泛应用于航空航天、军工与武器、汽车与赛车、电子、生物医学、牙科、首饰、游戏、消费品和日用品、食品、建筑、教育等众多领域，目前成为一种迅猛发展的潮流。理论上来说，所有的材料都可以用来打印。对于高端领域，打印材料的局限性严重阻碍了打印技术的发展。打印材料的瓶颈已经成为研究3D打印的重点问题之一。

由多伦多士嘉堡（UTSC）的工程师和毕业生创办的学生创业公司Genecis正在利用微生物，微生物工程和机器学习将餐馆食物垃圾变成可用于制造玩具的可生物降解塑料（PHA），软包装，3D打印细丝和医疗应用材料用于手术缝合、固定。

PHA材料的应用领域

作为一种新型功能材料，PHA 可制成膜、瓶及注射模压件，也能纺成纤维、制成织物，因此可广泛应用于地膜、矫形外科、个人卫生用品、药物控释、特殊包装等领域。但因目前成本较高，因此主要用于生物医药及化妆品领域如手术缝合线、药物释放体系等。

由PHA 制成的一次性塑料制品，其废弃物在生态环境中很容易被众多微生物如细菌、真菌和藻类等分解为CO2和H2O，不污染环境。

由于PHA 具有良好的生物相容性。在医学上，可用作外科手术缝合线及药物控制释放体系的载体；在日常生活中可制造化妆品用微珠。

PHA 可用作动物和人体组织的移植物，将其做成某些组织的支架植入体内。

可制成骨科手术中的骨钉、骨棒等固定骨架材料，它具有增强作用，粗糙的表面可促进人体组织生长，其孔隙可供渗透和交换之用，当新的组织长出后，PHA 逐渐降解，分解出的产物可被人体吸收，不会引起不良反应。

PHA可用于制造能分解的纤维和纺织品。

采用普通的湿法纺丝方法可制成纤维。如制成纱布，对伤口愈合有极好的作用；以PHA 为材料，可制成医用手套、包扎材料、止血塞、医用薄膜等医疗用品。

PHA 具有光学活性，每一个结构单元都有一个手性碳，可用于色谱分析，以分离光学异构体。

PHA具有压电性,，可制成压电元件，用于压力传感器、点火器、声学仪器和振荡发生器等，还可用作换能元件，尤其是生物体内的换能器。

PHA 具有气体阻隔性质(CO2和O2只能缓慢透过)，适合做包装材料。

最大优势：环境友好型材料

传统高分子材料给人们生活带来便利、改善生活品质的同时，其使用后的大量废弃物也与日俱增，给人类赖以生存的环境造成了不可忽视的负面影响。当前，寻找新的环境友好型材料迫在眉睫，而可生物降解材料正是解决此类问题的有效途径。

PHA最大的特点是几乎在任何环境（堆肥、土壤、海水）中都可以被微生物分解，有望成为一种环境友好型高分子材料, 为解决“白色污染”带来希望。

“每年全球浪费的食品价值超过1万亿美元，”Genecis的创始人兼首席执行官Luna Yu说道，“我们能做的就是把这些浪费转化为更高价值的东西。”在UTSC完成本科和硕士学位后，她在初创公司遇到了几位才华横溢的工程师，将餐馆的食物垃圾转化为沼气，并了解了将废弃食品转化为其他材料的微生物学。不久之后，她与位于T Scarborough的创业孵化器的The Hub的环境科学专家合作，找出了其他可以从食物垃圾中制造的产品。“在登陆PHA之前，我们研究了不同类型的生物橡胶和生物化学品。我们觉得它有最大的市场潜力。“PHA或聚羟基链烷酸酯是一种由细菌生产的高质量可生物降解聚合物，与其他形式的生物塑料相比具有许多优点。它们可以是热塑性塑料，这意味着它可以很容易地模塑和重塑成不同的产品。此外，与许多其他形式的生物塑料不同，它不会破坏环境，可再回收。

“许多人将生物塑料扔进回收箱而不是堆肥，但如果它不是热塑性塑料，它就不能重塑，这会破坏新再生产品的物理性质 ，它们最终会崩溃。但如果PHA意外地进入回收箱，PHA就不会造成这个问题。”PHA在陆地环境中在一年内降解，在海洋环境需要10年。同时，合成塑料在类似环境中可能需要数百年的时间才能降解。

Genecis使用三步法生产其PHA。首先，他们使用厌氧（无氧）细菌的混合物，将食物垃圾分解成挥发性脂肪酸，类似于食物在胃中分解的方式。接下来，将脂肪酸添加到需氧（与氧）细菌的混合培养物中，所述细菌被特别选择以在其细胞中产生PHA。最后，他们使用提取工艺打破细胞，收集和净化塑料。从食物垃圾到纯化塑料，整个过程不到七天，而生产沼气的类似过程平均需要21天。