近日，华南农业大学生物质3D打印材料研究中心提出了一种利用环保简单方法制备出木质素微纳米球，并用于调节材料打印黏度以增强成品强度的方法。研究发现该法在增强打印材料的同时还显著提升了作为废弃物的木质素的高附加值。这一成果近期以“Enhancing the performance of polylacticacid composites through self-assembly lignin nanospheres for fused deposition modeling” 发表于知名期刊《Composites Part B: Engineering》, 2022, 239：109968（影响因子9.078），文章的第一作者是博士研究生龙海波，通讯作者是张淑婷副教授，周武艺教授和董先明教授。

   木质素的储存量相当大，是自然界第二大可再生聚合物，具有丰度高、成本低、稳定性好、生物相容性好、含氧官能团充足等优点，同时木质素的生物降解性良好。现阶段木质素大多直接燃烧发电，造成严重的环境污染。使木质素有利可图的关键策略是找到应用，而不是燃烧它们来回收能量。与传统的减法制造方法不同，3D打印是以根据3D模型数据制作对象的材料成型过程，这个过程通常是逐层进行的，不需要采用复杂模具。熔融沉积成型（Fused Deposition Modelling, FDM）是一种在材料被熔化、冷却和固化，从而获得3D几何图形的3D打印技术，即FDM就是在平台上逐层铺设熔融聚合物。与传统成型方法相比，这种3D打印法具有节省材料和制造形状复杂的产品的优势。由于可生物降解性、低熔融温度和易于打印，聚乳酸是FDM中应用最多的材料之一。最终产品的机械性能取决于打印参数和打印材料，由于零件是通过在另一层上添加一层来印刷的，因此成品的最终强度取决于各层之间的附着力。

    在此背景下，学者们使用通过改性木质素，并用于增强聚乳酸聚合物，来调节打印材料间的相互作用力。华南农业大学生物质3D打印材料研究中心课题组基于现有打印技术方法提出了一个完整、简便的利用木质素构筑形貌均匀的微纳米球，并用于调节聚乳酸打印黏度进一步增强材料强度的方法。利用木质素自身的两亲性可以直接制备出形貌规整，尺径分布均匀的微纳米球，同时相比传统高分子球的制备方法，能省略表面活性剂的加入，进一步降低成本。成品的最终强度取决于各打印熔丝层之间的附着力。木质素可以降低复合物打印黏度，而木质素球可以进一步降低复合物的黏度，且所需掺杂量极低（0.25%~0.75%），低打印黏度可以使聚合物的亲密接触时间（颈部形成）和重复时间（扩散和随机化时间）减少因而大大增强打印层之间的作用力.

最后，打印出的成品精度高，强度大。且材料环保可降解，同时制备材料所需的试剂皆为无毒，符合绿色环保的生产理念。