Raziskovalci so z namakanjem lesa v mešanici kemikalij in nato stiskanjem in segrevanjem ustvarili material, ki je močnejši od jekla, piše Sid Perkins za Scientific American .
Sorodne vsebine
- Tako kot Octopus Skin, tudi ta novi material v 2 sekundah preide iz 2D v 3D
- Ali so glive material prihodnosti?
Znanstveniki materialov delajo že desetletja - stiskajo les, hladijo in prenašajo skozi valje, obdelujejo z amonijakom ali paro - vse v imenu ustvarjanja močnega, žilavega materiala, narejenega iz relativno obnovljivega vira. Novi les je trikrat bolj gost kot naravni les in 12-krat močnejši, poročajo raziskovalci v novi študiji, objavljeni v reviji Nature .
"Mehki gozdovi, kot sta bor ali balza, ki hitro rastejo in so okolju prijaznejši, lahko nadomestijo počasi rastoči, vendar gostejši gozd, kot je tikovina, v pohištvu ali zgradbah, " pravi Liangbing Hu, znanstvenik za materiale z univerze v Marylandu, College Park in eden od avtorjev študije, piše v sporočilu za javnost.
Perkins govori o drugih metodah "zgoščevanja" lesa, ki se ponavadi razširijo nazaj v prvotno velikost in obliko. Novi pristop izboljšuje les na način, ki je odporen na vlago, tako da ustvari enakomernejši končni rezultat.
"Ta vrsta lesa se lahko uporablja v avtomobilih, letalih, zgradbah - kakršna koli uporaba, kjer se uporablja jeklo, " Hu pravi Davidu Grossmanu, ki poroča za Popular Mechanics . Nebotičniki prihodnosti bi lahko celo zgradili iz lesa.
Postopek se začne z namakanjem lesa v kopeli natrijevega hidroksida in natrijevega sulfata. Ti dve kemikaliji delujeta skupaj, da delno odstranjujeta lignin in hemicelulozo, dva polimera, zaradi katerih stanične rastline postanejo toge. Kritično kemikalije puščajo večino celuloze, tretji polimer, nedotaknjeno. Stene lesenih celic postanejo manj toge in bolj porožene. Nato je raziskovalec pritisnil na les, medtem ko ga je segreval na približno 100 stopinj Celzija. Les ima veliko naravnih kanalov, imenovanih lumina, ki potekajo po smeri rasti. Ti kanali in celične stene se med postopkom raziskovanja toplote in stiskanja zrušijo in med molekulami celuloze se tvorijo nove vodikove vezi, ki material zaostrijo.
Kot kažejo pod mikroskopom, so končni rezultati plasti lesa tesno zbrani, poročajo raziskovalci v svojem prispevku. Končni material je približno petino debeline svoje prvotne velikosti, vendar trikrat večji od gostote.
Raziskovalci so nato svoj zgoščeni les podvrgli akumulatorjem testov, s katerimi so lahko merili njegove mehanske lastnosti. Preizkusili so njegovo sposobnost, da prenese tovor. Preizkusili so njegovo togost, natezno trdnost (kako dobro drži vlečne sile) in kako dobro se lahko upogne. Na splošno je bil rezultat en grob in leden kos lesa. Pri preizkusu vlažnosti je les le nabreknil za približno 8, 4 odstotka, medtem ko je še vedno trd.
Tudi na les so z balistično zračno pištolo izstrelili jekleni izstrelk. Pet slojev materiala je skupaj ustavilo polž, ki se je premikal s hitrostjo, ki bi jo lahko imel avtomobil pred trkom, poroča Mark Zastrow za Nature .
Rezultati so bili impresivni, vendar premalo, da bi prepričali nekatere strokovnjake. Zastrow je govoril s Fredom Kamkejem na državni univerzi Oregon, ki ni bil vključen v nove raziskave. Kamke je opozoril, da je bilo s 24 plastmi zgoščenega topolovega lesa mogoče zaustaviti hitrost izstreljenega 9 mm metka na 25 čevljev, ne da bi pri tem potrebovali kemično obdelavo. "Te druge metode so verjetno veliko cenejše od sedemurne vrelišča v kavstični raztopini, " pravi.
Toda Hu in njegovi sodelavci se premikajo s svojim "super lesom", poroča Stu Borman za Chemical & Engineering News . Podjetje, imenovano Inventwood, upa, da bo tržilo tehnologijo in si ogledalo prihodnost vozil, letal, ladijskih zabojnikov, talnih oblog, oklopov in še več, zgrajenega s kuhanim, obdelanim in stisnjenim lesom, ki je močnejši od jekla.
