«Самоуплотняющаяся» древесина может составить конкуренцию металлу

Хотя древесина, выращенная экологически рациональным способом, может быть экономичным и экологичным строительным материалом, её относительно низкая прочность на разрыв ограничивает возможности её применения. Однако вскоре ситуация может измениться благодаря новой технологии самоуплотнения для создания сверхпрочной древесины.

Отдельные волокна древесины состоят в основном из целлюлозы и связующего вещества, известного как лигнин. Эта смесь образует стенки длинной полой трубки — волокна, — которая проходит вдоль большей части древесины. Полое пространство внутри трубки называется просветом, и именно оно ограничивает прочность древесины.

Команда из Нанкинского университета в Китае недавно решила устранить этот недостаток, разработав новый процесс.

Сначала древесину кипятят в смеси гидроксида натрия (щёлочи) и сульфита натрия, чтобы удалить часть лигнина. Затем древесину погружают в нагретую смесь хлорида лития и растворителя, известного как диметилацетамид. Это приводит к набуханию целлюлозы (и оставшегося лигнина), которая расширяется и заполняет просвет.

На последнем этапе обработанную древесину оставляют сушиться на воздухе при комнатной температуре в течение 10 часов. При этом она равномерно сжимается со всех сторон, но сохраняет первоначальную длину.

Утверждается, что полученный материал обладает «сверхвысокой» прочностью на разрыв, изгиб и ударной вязкостью — намного выше, чем у натуральной древесины. Он даже превосходит древесину, спрессованную традиционными методами, при которых волокна просто механически сплющиваются в одном направлении. И в отличие от других методов равномерного уплотнения древесины, он не требует энергозатратного процесса горячего прессования.

Есть надежда, что по мере развития технологии самоуплотняющуюся древесину можно будет использовать в качестве альтернативы традиционным металлам в строительстве и других сферах.

Статья об исследовании, проведённом под руководством Дафанга Хуана и Цзе Ли, была недавно опубликована в «Журнале биоресурсов и биопродуктов».

Источник: New Atlas