Puitu leotades kemikaalide segus ning seejärel seda kokku pressides ja kuumutades on teadlased loonud terasest tugevama materjali, kirjutab Sid Perkins ajakirjale Scientific American .
Seotud sisu
- Nagu kaheksajala nahk, läheb see uus materjal sekunditest 3D-st 3D-ni
- Kas seen on tuleviku materjal?
Materjaliteadlased on aastakümneid töötanud - puitu pigistanud, jahutanud ja rullidest läbi lasknud, seda ammoniaagi või auruga töötanud - kõik selleks, et luua suhteliselt taastuvast ressursist valmistatud tugev, sitke materjal. Uus puit on kolm korda tihedam kui naturaalne puit ja 12 korda tugevam, kirjutavad teadlased ajakirjas Nature avaldatud uues uuringus.
"Pehmed metsad, nagu mänd või balsa, mis kasvavad kiiresti ja on keskkonnasõbralikumad, võiksid mööblis või hoonetes asendada aeglasemalt kasvavaid, kuid tihedamaid puid nagu tiikpuu, " ütles Llandbing Hu, Marylandi ülikooli, College Park'i ja pressiteate kohaselt oli üks uuringu autoritest.
Muude puidu "tihendamise" meetoditega saadakse materjal, mis kipub niiskuse mõjul tagasi oma algse suuruse ja kuju poole laienema, rääkis Perkins. Uus lähenemisviis täiustab puitu niiskuskindlal viisil, luues ühtlasemalt tiheda lõpptulemuse.
"Seda tüüpi puitu võib kasutada autodes, lennukites ja hoonetes - kõikides rakendustes, kus kasutatakse terast, " räägib Hu David Grossman, ajakirja Popular Mechanics reportaaž. Tuleviku pilvelõhkujaid võiks ehitada isegi puidust.
Protsess algab puidu leotamisega naatriumhüdroksiidi ja naatriumsulfaadi vannis. Need kaks kemikaali toimivad osaliselt ligniini ja hemitselluloosi eemaldamiseks - kaks polümeeri, mis muudavad taimede rakuseinad jäigaks. Kriitiliselt võib öelda, et kemikaalid jätavad suure osa tselluloosist, kolmandast polümeerist, puutumata. Puitraku seinad muutuvad vähem jäigaks ja poorsemaks. Järgmisena surus teadlane puitu, kuumutades seda umbes 100 kraadini. Puidul on palju looduslikke kanaleid, mida nimetatakse lumina, mis kulgevad kasvu suunas. Need kanalid ja rakuseinad varisevad teadlaste protsessi kuumutamise ja pigistamise käigus kokku ning tselluloosimolekulide vahel moodustuvad uued vesiniksidemed, mis karastavad materjali.
Lõpptulemus, nagu on näha mikroskoobi all, on tihedalt kokku pakitud puidukihid, väidavad teadlased oma paberis. Lõppmaterjal on umbes viiendiku algsest suurusest paksem, kuid kolm korda suurem.
Seejärel viisid teadlased nende tihendatud puidu läbi mehaaniliste omaduste mõõtmiseks testide komplekti. Nad katsetasid selle võimet koormat kanda. Nad testisid selle jäikust, tõmbetugevust (kui hästi see peab vastu tõmbejõududele) ja kui hästi suudab see painduda. Üldiselt oli tulemuseks üks töötlemata ja trummelpuutükk. Niiskustesti korral paisus puit ainult umbes 8, 4 protsenti, jäädes siiski sitkeks.
Samuti tulistasid nad ballistilise õhupüstoliga puidu küljest terasest mürsku. Viis kihti materjali kokku peatasid nälkja, mis liigub kiirusel, mis auto võib olla enne kokkupõrget, teatas Mark Zastrow ajakirjale Nature .
Tulemused olid muljetavaldavad, kuid mitte mõne eksperdi veenmiseks piisavad. Zastrow rääkis Fred Kamke'iga Oregoni Riiklikus Ülikoolis, kes polnud uues teadustöös seotud. Kamke tõi välja, et 24 kihti tihendatud papli puitu suutsid peatada kiiruseületamise 9-millimeetrise kuuli, mis tulistati 25 jalga kõrgusel, ilma et oleks vaja keemilist töötlemist. "Need muud meetodid on ilmselt palju odavamad kui seitsmetunnine keede sööbimislahuses, " ütleb ta.
Kuid Hu ja ta kolleegid liiguvad edasi oma "superpuiduga", vahendab Stu Borman ajakirjale Chemical & Engineering News . Spin-off ettevõte nimega Inventwood loodab seda tehnoloogiat turustada ja näha tulevikus sõidukit, lennukit, saatekonteinerit, põrandat, soomust ja muud, mis on valmistatud keedetud, töödeldud ja kokkusurutud puidust, mis on terasest tugevam.
