Вчені з’ясували, як зробити деревину навіть міцнішою за сталь

Деревина – досить дивовижний матеріал, але їй, безумовно, не вистачає міцності і в’язкості інших матеріалів, таких як більш міцні метали. Проте це може змінитися завдяки дослідженням Університету Меріленда в Коледж-Парку, де інженери знайшли спосіб зробити деревину більш ніж в 10 разів міцнішою за титанові сплави.

Результати означають, що всіма улюблений матеріал на основі дерева може бути використаний як альтернатива надміцній сталі, залишаючись при цьому значно легшим. Швидкозростаючі хвойні породи, такі як сосна і бальза, також можуть бути використані для заміни деяких застосувань, які в даний час вимагають більш повільного зростання, але більш щільної деревини, такої як тик.

“Ми [розробили] абсолютно нову технологію ущільнення, поєднавши хімічну модифікацію і гаряче пресування”, – розповів Digital Trends керівник дослідницької групи Лянбін Ху (Liangbing Hu). “Отримана нами ущільнена деревина має дуже щільну і шарувату структуру з переплетеними клітинними стінками, які повністю згортаються без зазорів. Велика частина ущільненої деревини складається з добре вирівняних целюлозних нановолокон, які значно посилюють утворення водневих зв’язків між сусідніми нановолокнами. Механічні характеристики отриманої ущільненої деревини більш ніж на порядок краще, ніж у натуральної деревини”.

Хімічна модифікація, про яку говорить Ху, передбачає часткове видалення лігніну, органічного полімеру, який утворює важливий структурний матеріал в рослинах, і геміцелюлози, компонента клітинних стінок рослин. Процес ущільнення завершується гарячим пресуванням до температури 100 градусів за Цельсієм.

Щоб випробувати новий матеріал на міцність, команда перевірила його стійкість до кулеподібних снарядів, вистріливши в нього. У той час як куля змогла повністю пробити натуральну деревину, у випадку з новим армованим матеріалом вона проникла лише на частину шляху.

“Ми [наразі] досліджуємо його потенційну інтеграцію в різні сфери застосування, де матеріал повинен відповідати повній матриці характеристик”, – сказав Ху щодо наступного етапу проекту. Стартап Університету Меріленда під назвою “Inventwood” був створений для того, щоб допомогти комерціалізувати передові деревні технології університету, в тому числі і цю.

Наукова стаття про цю роботу під назвою “Переробка об’ємної натуральної деревини у високоефективний конструкційний матеріал” нещодавно була опублікована в журналі Nature.

Рекомендації редакції

• Вчені придумали, як перетворити токсичний каналізаційний газ на водневе паливо
• Не кидайте поки дієту, але вчені виявили, як CRISPR може спалювати жир
• Планета Дев’ята – це мініатюрна чорна діра? Вчені знайшли спосіб це з’ясувати
• Вчені з’ясували, чому атмосфера Венери обертається в 60 разів швидше, ніж сама планета
• Пам’ятаєте ту інопланетну комету? Вчені з’ясували, з чого вона зроблена

Source: digitaltrends.com