Umočivši drvo u mješavinu kemikalija, a zatim ga komprimirajući i zagrijavajući, istraživači su stvorili materijal jači od čelika, piše Sid Perkins za Scientific American .
Povezani sadržaj
- Poput kože hobotnice, i ovaj novi materijal od sekunde do 3D kreće u sekundi
- Je li gljiva materijal budućnosti?
Znanstvenici za materijal rade desetljećima - cijepajući drvo, hladeći ih i prolazeći valjcima, obrađujući ga amonijakom ili parom - a sve u ime stvaranja snažnog i živahnog materijala napravljenog iz relativno obnovljivog izvora. Novo drvo je tri puta gušće od prirodnog drva i 12 puta je jače, navode istraživači u novoj studiji objavljenoj u časopisu Nature .
„Meke šume poput bora ili balze, koje brzo rastu i ekološki su prihvatljive, mogle bi zamijeniti sporije rastuće, ali gušće šume poput tikovine, u namještaju ili zgradama“, kaže Liangbing Hu, znanstvenik sa materijala na Sveučilištu Maryland, College Park i jedan od autora studije, stoji u priopćenju za javnost.
Druge metode "zgušnjavanja" drveta proizvode materijal koji ima tendenciju širenja natrag u prvobitnu veličinu i oblik kada padne vlaga, kaže Perkins. Novi pristup poboljšava drvo na način otporan na vlagu stvarajući jednoliko gušći krajnji rezultat.
"Ova vrsta drva može se koristiti u automobilima, avionima, zgradama - bilo koja primjena gdje se koristi čelik", Hu kaže Davidu Grossmanu, izvještavajući za Popular Mechanics . Neboderi budućnosti mogli bi se čak izgraditi od drveta.
Postupak započinje natapanjem drveta u kadi natrijevog hidroksida i natrijevog sulfata. Ove dvije kemikalije djeluju zajedno kako bi djelomično uklonile lignin i hemicelulozu, dva polimera koji čine stanične stijenke biljaka krute. Kritično, kemikalije ostavljaju velik dio celuloze, treći polimer, netaknut. Zidovi drvenih stanica postaju manje kruti i porozniji. Zatim je istraživač pritisnuo drvo dok ga je zagrijavao na oko 100 Celzijevih stupnjeva. Drvo ima mnogo prirodnih kanala zvanih lumina koji teku u smjeru rasta. Ti se kanali i stanične stijenke urušavaju tijekom procesa zagrijavanja i stiskanja, a nove molekule vodika stvaraju se između molekula celuloze, učvršćujući materijal.
Krajnji rezultat, što se može vidjeti pod mikroskopom, su slojevi drveta pakirani usko, zajedno navode istraživači u svom radu. Konačni materijal je otprilike petine debljine izvorne veličine, ali tri puta veće.
Zatim su istraživači podvrgli svoje zgusnuto drvo akumulatorima ispitivanja kako bi izmjerili njegova mehanička svojstva. Ispitali su njegovu sposobnost podnošenja opterećenja. Ispitali su njegovu krutost, čvrstoću na zatezanje (koliko dobro drži snage pri povlačenju) i koliko se može savijati. Sveukupno, rezultat je bio jedan hrapav i podložan komad drveta. U testu vlažnosti, drvo je nabubrilo samo oko 8, 4 posto, dok je ostalo čvrsto.
Ispaljivali su i čelični projektil na drvo s balističkim zračnim pištoljem. Pet slojeva materijala zaustavilo je pušku koji se kretao brzinom kojom bi automobil mogao biti prije sudara, izvještava Mark Zastrow za Nature .
Rezultati su bili impresivni, ali nedovoljni da uvjere neke stručnjake. Zastrow je razgovarao s Fredom Kamkeom na državnom sveučilištu Oregon koji nije bio uključen u nova istraživanja. Kamke je istaknuo da su 24 sloja zgusnutog drveta topole bila u stanju zaustaviti brzi metak ispaljen 9 mm na 25 stopa, bez potrebe za kemijskom obradom. "Te su druge metode vjerojatno mnogo jeftinije od sedmočasovnog ključanja u kaustičnoj otopini", kaže on.
Ali Hu i njegovi kolege kreću naprijed sa svojim "super drvetom", izvještava Stu Borman za Chemical & Engineering News . Tvrtka koja se bavi spin-offom pod nazivom Inventwood nada se da će plasirati na tržište tehnologiju i vidjeti budućnost vozila, aviona, brodskih kontejnera, podova, oklopa i još mnogo toga izgrađenog od kuhanog, obrađenog i komprimiranog drva jačeg od čelika.
