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后院园丁把杂草视为讨厌的东西，一块农田上不加控制的杂草会损害作物，使其无法达到最高产量，并对收获时的整体销售价格产生负面影响。农民们最初用手拔除杂草，在每块田地的行间来回走动，寻找入侵物种。这种方法可能对那些只想种植足够粮食养家糊口的农民有效。然而，随着行业的扩大，面积越来越大，手工除草不再实用。
现代农业严重依赖除草剂，这是一种可以在不损害农作物的情况下杀死杂草的化学物质。不幸的是，现代科学对这些化学物质有了更清晰的描述，发现除草剂对人类健康和当地生态系统的长期影响。该行业需要一种控制杂草的新方法：增材制造技术。
Sonora Ortiz在来到缅因大学之前，他们在加州和欧洲各地的农场工作，这培养了他对可持续农业的热情。 旁人可能会认为这会使得奥尔蒂斯从事农业视事业，但当到达奥罗诺时，他选择了物理专业。
由食品与农业学院杂草生态学的Eric Gallandt教授的一节杂草科学课重新点燃了奥尔蒂斯对农业的热情。Gallandt邀请他们和他合作开展一个专注于人工除草的项目。看起来这个团队像是在倒退，回归旧方法。但Gallandt将增材制造技术和物理相结合，教这些老手一些新技巧。
增材制造几乎在每个行业都有越来越多的应用，但农业部门的采用速度较慢。到目前为止，最突出的用途是重型农业设备的原型设计和生产部件。在奥尔蒂斯等研究人员的帮助下，这些应用可能会继续增长，他们正在将增材制造与纳米技术相结合，以帮助在农业环境中去除杂草。
增材制造对于物理除草的测试方法要有效得多。这涉及从地面、根部和所有植物中拔出植物，而不是用除草剂处理它们。以前的研究技术依赖于以杆作为杂草替代品，它提供了实验控制，但不像有根系的活植物那样表现。另一种方法是使用专门在土壤中生长的实际杂草进行此类测试。
后者的问题是，一旦测试完成，它就不可重复了。研究人员被困在等待下一批杂草生长，并且不能保证每株新植物都与上一株相同。
增材制造结合纳米技术解决了这两个问题。像奥尔蒂斯这样的研究人员可以打印带有根系的测试杂草，并重复使用相同的打印植物。纳米涂层的应用方法是简单地将人工根系浸入涂层溶液中，它可以模拟根系的毛根附着在土壤上，使去除整个植物变得更加困难。
这些物理除草试验背后的科学可以追溯到梁弯曲物理。在根部折断之前，它们能用多大的力拉，将植物材料留在地下重新长成新的杂草?这些“力曲线”使研究人员能够了解每株植物是如何附着在土壤上的，从而更容易去除它们，而无需使用刺激性除草剂或其他可能损害周围植物的化学物质。
有了新的资助，Gallandt将能够进一步研究杂草科学。具体来说，他们将与机械工程助理教授 Bashir Khoda 合作，创造纳米涂层，使分子在增材制造制作出的根部上真正定向，从而更准确地复制毛发对根部的作用力。该赠款还将允许Gallandt参加美国杂草协会年会，以展示他们的发现。从长远来看，Gallandt旨在将增材制造技术应用于各种作物，以优化杂草控制，使除草不会损害周围的作物。
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