從人工肌肉到太空水果 中義3D列印大跨界
3D列印又要在新的一年,顛覆你的想像!在中國大陸蘇州,光聚合技術利用紫外光,精準打造強度一致的「人工肌肉」,有助於義肢輔具發展,中國的3D產業產能去年也有爆炸性成長。與此同時,義大利3D營養計畫,則將果菜渣化為營養墨水,列印出供極端環境使用的「太空人水果」,以及有肉味但其實是素料的列印肉,甚至能為銀髮族客製精準營養餐。從工業精密製造到解決糧食危機,這場3D革命,在傳統工藝與永續科技間,拼湊出人類生存的新藍圖。
新的一年,3D列印技術讓你有全新想像。如果想換一張新臉,有可能。
中國大陸央視記者:「利用光聚合3D列印技術,將一罐液態樹脂暴露於紫外光波長下。光使液體的分子結合在一起形成固態,實現比傳統逐層3D列印更精確、更快速的列印過程。」
光敏樹脂在池中被紫外線照射,每一層瞬間固化而且與前一層分子交織。傳統3D列印的層疊方式,成品遭側向撞擊時容易裂開,新的光聚合3D列印免去這種缺點,印出來的物體每個方向受力強度都一樣好,還輕薄透氣,不但適合做醫學上的義肢、輔具,更能做成人型機器人的「人工肌肉」。
博理新材CEO 王文斌:「這種材料可以吸震、防護,還有,因為結構是中空晶格,也能散熱。」
光聚合3D列印其實是1984年就在美國發明,2004年起隨著關鍵專利陸續到期,中國憑藉電子與製造業優勢迅速切入,並在「十四五規劃」中將其列為「增材製造」(Additive Manufacturing)國家戰略。2025年1至11月,中國3D設備產能年增達100.5%,出口總額突破100億元人民幣,出口成長率更高達135.7%。這顯示「中國製造」正從模型打樣轉向精密工業量產,展現強勢切入全球供應鏈核心的企圖心。
而義大利人?永遠對美食有野心。
路透社記者:「在披薩、義大利麵與提拉米蘇的故鄉,這個3D列印機正在印一款素糕點。這是一系列義大利技術能源永續發展局ENEA,發展中的項目之一。」
蕃茄,植株矮了點,不過果實密集,蔬菜,個頭小了點,但同樣營養。義大利技術能源永續發展局(ENEA)的農業4.0實驗室,致力研發的兩大目標,其一是「微型植物」。
義大利ENEA農業4.0實驗室主任 瑪莎:「目的是甚麼?在自然環境之外農耕,在實驗室農耕。」
地球自然環境越來越惡劣,農業專家們絞盡腦汁打造「微型植物」,這些少水甚至不用土都能長大的基改蔬果,甚至可以在太空中「閉環生長」,比如太空人呼出的二氧化碳可以給矮株「奈米番茄」呼吸、太空人的尿液淨化後可以灌溉微型植物,微型植物也可以產生的氧氣,供太空人呼吸,資源完全不浪費。
義大利ENEA農業4.0實驗室研究員 納爾迪:「比如前往火星要六到七個月,原本保鮮期很長的食物也會變質。何不考慮新鮮食物?已經唾手可得了,尤其是能在太空旅行期間,提供天然抗氧化劑與維生素。」
萬一在太空中發生失誤種不出植物來,也沒關係,可以先養後印:果汁工廠剩下的果渣、超市賣不掉的醜水果,提取營養液,預先餵養植物細胞泥,再加入果膠或纖維等生物基質,利用光聚合3D列印,想印成甚麼都可以,無論蛋糕或麵包,你吃進的都是植物的營養素。
對於有吞嚥障礙的老年人,植物列印食物還可以加入大豆根部提取出的大豆血紅蛋白(Heme),或椰子油、可可脂製成的「植物脂肪墨水」,讓軟食物下鍋煎之後有肉色與肉香,促進食慾又方便吞嚥。雖然2023年義大利政府已經禁止人造肉生產,這次ENEA研發的卻是全素製品。針對愛吃有嚼勁排餐的正常人,3D列印植物肉含有膠原蛋白,透過列印噴頭精密壓力,將植物蛋白梳理成整齊的長纖維,完美復刻真肉撕裂時的拉絲感。
羅馬衝擊食代餐廳創辦人 特隆:「所以這個產品的特點是質地,這是唯一一款(列印肉)產品有拉絲感的,幾乎完美複製通常植物肉產品無法複製的,(肉類)膠原蛋白。」
不只要用美食打入世界遺產榜單,義大利更善用3D列印結合永續科技,插旗未來食物原料市場。