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3D printing of lignin: Challenges, opportunities and roads onward
Biopolymers ( IF 3.2 ) Pub Date : 2021-05-11 , DOI: 10.1002/bip.23431 L-S Ebers 1, 2 , Aditi Arya 3 , C C Bowland 4 , W G Glasser 5 , S C Chmely 3 , A K Naskar 4 , M-P Laborie 1, 2
Biopolymers ( IF 3.2 ) Pub Date : 2021-05-11 , DOI: 10.1002/bip.23431 L-S Ebers 1, 2 , Aditi Arya 3 , C C Bowland 4 , W G Glasser 5 , S C Chmely 3 , A K Naskar 4 , M-P Laborie 1, 2
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As the second most abundant biopolymer on earth, and as a resource recently becoming more available in separated and purified form on an industrial scale due to the development of new isolation technologies, lignin has a key role to play in transitioning our material industry towards sustainability. Additive manufacturing (AM), the most efficient-material processing technology to date, has likewise made great strides to promote sustainable industrial solutions to our needs in engineered products. Bringing lignin research to AM has prompted the emergence of the nascent “lignin 3D printing” field. This review presents the recent state of art of this promising field and highlights its challenges and opportunities. Following a review of the industrial availability, molecular attributes, and associated properties of technical lignins, we review R&D efforts at implementing lignin systems in extrusion-based and stereolithography (SLA) printing technologies. Doing so underlines the adage of lignin research that “all lignins are not created equal,” and stresses the opportunity nested in this chemical diversity created mostly by differences in isolation conditions to molecularly select and tune the attributes of technical lignin systems towards desirable properties, be it by modification or polymer blending. Considering the AM design process in its entirety, we finally propose onward routes to bring the full potential to this emerging field. We hope that this review can help promote the unique value and overdue industrial role of lignin in sustainable engineered materials and products.
中文翻译：
木质素的 3D 打印：挑战、机遇和前进的道路
作为地球上第二丰富的生物聚合物，并且由于新的分离技术的发展，木质素最近在工业规模上以分离和纯化的形式变得越来越可用，木质素在我们的材料工业向可持续性转变方面发挥着关键作用。增材制造 (AM) 是迄今为止最高效的材料加工技术，同样在促进可持续工业解决方案以满足我们对工程产品的需求方面取得了长足的进步。将木质素研究引入 AM 促进了新兴的“木质素 3D 打印”领域的出现。这篇评论介绍了这个有前途的领域的最新技术，并强调了它的挑战和机遇。在审查了工业木质素的工业可用性、分子属性和相关特性之后，我们审查了 R& D 在基于挤出和立体光刻 (SLA) 印刷技术中实施木质素系统的努力。这样做强调了木质素研究的格言，即“并非所有木质素都生而平等”，并强调了嵌套在这种化学多样性中的机会，主要由分离条件的差异产生，以分子方式选择和调整技术木质素系统的属性以获得所需的特性，它通过改性或聚合物共混。考虑到整个 AM 设计过程，我们最终提出了进一步的路线，以充分发挥这一新兴领域的潜力。我们希望这篇综述能够帮助宣传木质素在可持续工程材料和产品中的独特价值和过期的工业作用。这样做强调了木质素研究的格言，即“并非所有木质素都生而平等”，并强调了嵌套在这种化学多样性中的机会，主要由分离条件的差异产生，以分子方式选择和调整技术木质素系统的属性以获得所需的特性，它通过改性或聚合物共混。考虑到整个 AM 设计过程，我们最终提出了进一步的路线，以充分发挥这一新兴领域的潜力。我们希望这篇综述能够帮助宣传木质素在可持续工程材料和产品中的独特价值和过期的工业作用。这样做强调了木质素研究的格言，即“并非所有木质素都生而平等”，并强调了嵌套在这种化学多样性中的机会，主要由分离条件的差异产生，以分子方式选择和调整技术木质素系统的属性以获得所需的特性，它通过改性或聚合物共混。考虑到整个 AM 设计过程，我们最终提出了进一步的路线，以充分发挥这一新兴领域的潜力。我们希望这篇综述能够帮助宣传木质素在可持续工程材料和产品中的独特价值和过期的工业作用。”，并强调了这种化学多样性中的机会，主要是由于分离条件的差异而产生的，可以通过改性或聚合物混合从分子上选择和调整技术木质素系统的属性以获得所需的特性。考虑到整个 AM 设计过程，我们最终提出了进一步的路线，以充分发挥这一新兴领域的潜力。我们希望这篇综述能够帮助宣传木质素在可持续工程材料和产品中的独特价值和过期的工业作用。”，并强调了这种化学多样性中的机会，主要是由于分离条件的差异而产生的，可以通过改性或聚合物混合从分子上选择和调整技术木质素系统的属性以获得所需的特性。考虑到整个 AM 设计过程，我们最终提出了进一步的路线，以充分发挥这一新兴领域的潜力。我们希望这篇综述能够帮助宣传木质素在可持续工程材料和产品中的独特价值和过期的工业作用。
更新日期：2021-06-23
中文翻译：
木质素的 3D 打印：挑战、机遇和前进的道路
作为地球上第二丰富的生物聚合物，并且由于新的分离技术的发展，木质素最近在工业规模上以分离和纯化的形式变得越来越可用，木质素在我们的材料工业向可持续性转变方面发挥着关键作用。增材制造 (AM) 是迄今为止最高效的材料加工技术，同样在促进可持续工业解决方案以满足我们对工程产品的需求方面取得了长足的进步。将木质素研究引入 AM 促进了新兴的“木质素 3D 打印”领域的出现。这篇评论介绍了这个有前途的领域的最新技术，并强调了它的挑战和机遇。在审查了工业木质素的工业可用性、分子属性和相关特性之后，我们审查了 R& D 在基于挤出和立体光刻 (SLA) 印刷技术中实施木质素系统的努力。这样做强调了木质素研究的格言，即“并非所有木质素都生而平等”，并强调了嵌套在这种化学多样性中的机会，主要由分离条件的差异产生，以分子方式选择和调整技术木质素系统的属性以获得所需的特性，它通过改性或聚合物共混。考虑到整个 AM 设计过程，我们最终提出了进一步的路线，以充分发挥这一新兴领域的潜力。我们希望这篇综述能够帮助宣传木质素在可持续工程材料和产品中的独特价值和过期的工业作用。这样做强调了木质素研究的格言，即“并非所有木质素都生而平等”，并强调了嵌套在这种化学多样性中的机会，主要由分离条件的差异产生，以分子方式选择和调整技术木质素系统的属性以获得所需的特性，它通过改性或聚合物共混。考虑到整个 AM 设计过程，我们最终提出了进一步的路线，以充分发挥这一新兴领域的潜力。我们希望这篇综述能够帮助宣传木质素在可持续工程材料和产品中的独特价值和过期的工业作用。这样做强调了木质素研究的格言，即“并非所有木质素都生而平等”，并强调了嵌套在这种化学多样性中的机会，主要由分离条件的差异产生，以分子方式选择和调整技术木质素系统的属性以获得所需的特性，它通过改性或聚合物共混。考虑到整个 AM 设计过程，我们最终提出了进一步的路线，以充分发挥这一新兴领域的潜力。我们希望这篇综述能够帮助宣传木质素在可持续工程材料和产品中的独特价值和过期的工业作用。”，并强调了这种化学多样性中的机会，主要是由于分离条件的差异而产生的，可以通过改性或聚合物混合从分子上选择和调整技术木质素系统的属性以获得所需的特性。考虑到整个 AM 设计过程，我们最终提出了进一步的路线，以充分发挥这一新兴领域的潜力。我们希望这篇综述能够帮助宣传木质素在可持续工程材料和产品中的独特价值和过期的工业作用。”，并强调了这种化学多样性中的机会，主要是由于分离条件的差异而产生的，可以通过改性或聚合物混合从分子上选择和调整技术木质素系统的属性以获得所需的特性。考虑到整个 AM 设计过程，我们最终提出了进一步的路线，以充分发挥这一新兴领域的潜力。我们希望这篇综述能够帮助宣传木质素在可持续工程材料和产品中的独特价值和过期的工业作用。
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