Створено дерево міцніше сталі з меншими викидами вуглецю

Американський стартап InventWood, що виник на базі Університету Меріленду, представив революційний матеріал під назвою СуперДерево, який може стати альтернативою сталі у багатьох галузях промисловості. Цей інженерний матеріал демонструє співвідношення міцності до ваги у десять разів вище за сталь та на 50% більшу міцність на розтяг.

СуперДерево виробляється з використанням звичайних дерев'яних дощок, часто з швидкозростаючих хвойних порід, таких як сосна або бальза. Процес створення матеріалу складається з двох основних етапів. Спочатку деревину піддають хімічній обробці, під час якої її кип'ятять у суміші гідроксиду натрію та сульфіту натрію. Ця процедура видаляє значну частину лігніну та геміцелюлози, зберігаючи при цьому целюлозу — міцну волокнисту основу деревини.

Другий етап передбачає гаряче пресування під тиском при помірних температурах близько 65 градусів Цельсія. Цей процес руйнує клітинні стінки та вирівнює нановолокна целюлози, посилюючи водневі зв'язки між ними. Незважаючи на те, що деревина стискається лише у чотири рази, її міцність зростає майже у десять разів завдяки новим молекулярним зв'язкам.

«СуперДерево створюється через запатентовану молекулярну трансформацію, яка реорганізує та ущільнює нановолокна целюлози всередині натуральної деревини», — пояснила Крістіна Ра з компанії InventWood.

Результатом цього процесу стає щільна та міцна дошка, яка у 12 разів міцніша за натуральну деревину. Матеріал також демонструє підвищену стійкість до ударів, вогнестійкість, захист від погодних умов та шкідників. Команда InventWood провела комплексні випробування механічних та екологічних властивостей свого матеріалу.

«Ці тести включали оцінку міцності на розтяг та стиск, ударостійкості, вогнестійкості з отриманням рейтингу класу А, а також довговічності проти вологи, комах та гниття. Результати послідовно демонстрували вищу міцність у поєднанні з винятковою довговічністю», — додала Ра.

СуперДерево має широкий спектр застосування, включаючи будівельні фасади, конструкційні балки, інтер'єри літаків та меблі. Нещодавно побудована фабрика InventWood у Фредеріку, штат Меріленд, підтримана фінансуванням у 15 мільйонів доларів, готується до початку виробництва мільйонів квадратних футів цього матеріалу щорічно. Початковий фокус компанії зосереджений на архітектурних панелях.

Цікавою особливістю процесу виготовлення СуперДерева є те, що він не обмежується лише сосною або бальзою. Команда InventWood стверджує, що інші види деревини також можуть бути перетворені на СуперДерево за допомогою подібного підходу, що робить його практичною та масштабованою альтернативою сталі.

Екологічні переваги СуперДерева є значними. Виробництво цього матеріалу генерує на 90% менше вуглецевих викидів порівняно зі сталлю, що робить його привабливим варіантом для компаній, які прагнуть зменшити свій вуглецевий слід. Крім того, як відновлюваний ресурс, деревина забезпечує сталість виробництва.

«СуперДерево може ефективно замінити сталь, бетон та алюміній у багатьох застосуваннях, значно зменшуючи викиди вуглецю та залежність від ресурсів. Ми вважаємо, що воно має значний потенціал стати mainstream глобально», — заявила Крістіна Ра.

Однак існує одна серйозна перешкода, яка може завадити СуперДереву стати масовим матеріалом — це вартість. Сталь коштує від одного до двох доларів за фунт, тоді як СуперДерево наразі коштує понад 12,5 долара і може досягати 25 доларів за фунт. Як саме InventWood планує скоротити цю цінову прірву, залишається питанням майбутнього розвитку технології.