3D打印技术近年来发展迅猛，但材料瓶颈始终制约着行业的进一步突破。当前，市面上绝大多数3D打印线材以石油基塑料为主，这类材料不仅难以降解，其使用寿命甚至远超打印成品本身，对环境造成长期负担。与此同时，全球农业领域正面临另一重挑战：由于市场需求波动，大量乳制品因过期或滞销被废弃，仅新冠疫情期间，部分国家就出现奶农被迫倾倒数百万加仑牛奶的“倒奶危机”。
针对这两大难题，威斯康星大学普拉特维尔分校的研究团队提出了一项创新解决方案——将过期牛奶转化为可降解的3D打印生物复合材料。该研究由机械与工业工程系主任约翰·奥比洛丹博士与化学系副教授约瑟夫·吴博士共同主导，团队耗时数年，通过跨学科协作攻克了技术难关。
牛奶中富含的酪蛋白和乳清蛋白是这项研究的核心原料。研究人员开发了一套特殊工艺，能够从变质牛奶或乳制品加工废料中高效提取这两种蛋白质，并将其与特定聚合物按科学比例混合。经过反复试验，团队成功优化了蛋白质类型、纯度及混合比例，最终创造出一种兼具塑料特性与生物降解性的新型材料。这种材料并非简单的“可打印奶酪”，而是真正意义上的生物复合塑料替代品，可适配现有3D打印设备，且不会引发喷头堵塞等常见问题。
与传统生物材料相比，该团队的技术突破在于平衡了材料的机械强度与柔韧性。此前，许多实验室阶段的生物材料因性能不足难以实际应用，而此项研究通过精确调控成分比例，使新型材料既具备足够的硬度支撑打印结构，又保持了适当的弹性，能够满足复杂模型的制造需求。
若该技术实现商业化，或将重塑3D打印行业格局。生物衍生线材可显著降低行业对石化产品的依赖，减少塑料污染；同时，乳制品生产商可通过销售过期产品原料获得额外收入，形成“废弃物-资源-产品”的循环经济链条。目前，研究团队正与多家企业探讨合作，计划进一步优化生产工艺并扩大产能。
