Inżynierowie z University of Maryland w College Park znaleźli sposób na poprawę fizycznych właściwości drewna. Po odpowiedniej obróbce materiał pod względem wytrzymałości i sztywności może konkurować ze stalą, stopem tytanu, włóknem węglowym, ale jednocześnie pozostaje lekki i tani. Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie Nature.
„Nowy sposób obróbki drewna sprawia, że jest ono 12 razy mocniejsze niż drewno konwencjonalne i 10 razy sztywniejsze” - powiedział lider zespołu badawczego Liangbin Hu. Jak zauważa drugi kierownik badania, Teng Li, połączenie tych dwóch cech praktycznie nie występuje w przyrodzie.
„Nowe drewno jest mocne jak stal, ale sześć razy lżejsze” - mówi Teng Li. „A jego rozbicie wymaga 10 razy więcej energii w porównaniu z naturalnym drewnem”. Naukowcy przetestowali nawet własny wynalazek pod kątem penetracji pocisku: jeśli naturalna próbka została przebita kulą, wówczas przetworzony kawałek został tylko uszkodzony.
Sekret ulepszania materiału polega na dwuetapowej obróbce: najpierw drewno „gotuje się” w roztworze wodorotlenku sodu i siarczynu sodu, dzięki czemu jest częściowo oczyszczane z ligniny (związku polimerowego w ścianie komórkowej rośliny, służy jako naturalny element wiążący) i hemicelulozę (polisacharyd wzmacniający ścianę komórkową); celuloza pozostaje „nienaruszona”. Następnie następuje etap prasowania na gorąco, w którym materiał jest zagęszczany w wyniku jednoczesnego zastosowania ciepła i ciśnienia - pomiędzy cząsteczkami celulozy powstają nowe wiązania wodorowe. Naukowcy podkreślają, że metoda ta jest uniwersalna dla różnych gatunków drewna i dość łatwa do wdrożenia.
Materiał o tak wysokiej wydajności w przyszłości ma bardzo szerokie zastosowanie. „Może być stosowany w samochodach, samolotach, budynkach - wszędzie tam, gdzie używana jest stal” - mówi Liangbin Hu. Ponadto miękkie drewno, takie jak sosna lub balsa, które mają tendencję do szybkiego wzrostu, może być narażone na ten atak fizykochemiczny, aby zastąpić, na przykład, w produkcji mebli, gęstsze drewno wolno rosnące (teak).
