Ху потратил годы на оттачивание процесса укрепления древесины, поэтому теперь это занимает всего несколько часов, а не недель Изобретательный лес
Стартап InventWood из Мэриленда собирается начать массовое производство первых партий «супердревесины» — нового материала из модифицированной древесины, который прочнее обычной коры и даже прочнее стали. Он поступит в продажу в конце этого года.
Учёный из Мэрилендского университета, специалист по материаловедению Лянбин Ху, впервые разработал этот материал с помощью «процесса уплотнения» ещё в 2018 году. TechCrunch отметил, что это позволяет получить соотношение прочности к весу в 10 раз лучше, чем у стали.
Хотя плотность Superwood увеличена в четыре раза, на самом деле он в 10 раз прочнее исходного материала Изобретательный лес
Полученная в результате супердревесина также устойчива к огню, атмосферным воздействиям и вредителям. С тех пор Ху усовершенствовал процесс производства, чтобы его можно было масштабировать за несколько часов, а не за несколько недель, и передал лицензию на технологию компании InventWood. Компания привлекла 15 миллионов долларов США на строительство завода и этим летом в Северном полушарии отправит первые партии материала.
Изначально продукция Superwood будет лучше всего подходить для использования в качестве фасадных материалов. В дальнейшем планируется применять её в строительстве, чтобы заменить часть бетона и стали, необходимых для возведения прочных зданий.
Считается, что усиленная супердревесина устойчива к погодным условиям, вредителям, гниению и пожару Изобретательный лес
За последние несколько лет Ху разработал прозрачную древесину, древесные фильтры для воды и натрий-ионные аккумуляторы на основе древесины и листьев.
Новая супердревесина приобретает свою сверхпрочность благодаря двухэтапному процессу, разработанному командой учёных Ху. Сначала исследователи кипятят образцы древесины в водной смеси гидроксида натрия и сульфита натрия, что позволяет частично удалить из материала лигнин и гемицеллюлозу. Затем обработанную древесину подвергают горячему прессованию, в результате чего клеточные стенки разрушаются и образуются высокоориентированные целлюлозные нановолокна. Конечным результатом является полностью уплотнённая древесина, которая намного прочнее натуральной.
«Этот новый способ обработки древесины делает её в 12 раз прочнее, чем натуральная древесина, и в 10 раз жёстче, — сказал Ху в 2018 году. — Она может составить конкуренцию стали или даже титановым сплавам, настолько она прочная и долговечная. Она также сравнима с углеродным волокном, но гораздо дешевле».
Один из экспериментов, проведённых командой для тестирования материала, заключался в том, что в него стреляли. В то время как пули пробивали натуральную древесину насквозь, супердревесина останавливала пули на полпути.
Исследователи заявили, что этот процесс можно применять ко многим видам древесины и масштабировать для обработки больших объёмов материала за один раз. В начале процесса древесину можно согнуть и придать ей желаемую форму.
Новый материал может не только сделать древесину более дешёвой, лёгкой и возобновляемой альтернативой стали и титановым сплавам, но и позволить более мягким породам конкурировать с их более прочными, но медленно растущими собратьями.
«Такую древесину можно использовать в автомобилях, самолётах, зданиях — везде, где применяется сталь», — сказал Ху. «Мягкие породы древесины, такие как сосна или бальзовое дерево, которые быстро растут и более экологичны, могут заменить более медленно растущие, но более плотные породы древесины, такие как тик, в производстве мебели или строительстве зданий».
Исследование 2018 года было опубликовано в журнале Nature.