«سوپر چوب» ۱۰ برابر بادوام‌تر اما ۶ برابر سبک‌تر از فولاد است

InventWood có trụ sở tại Maryland đã tạo ra loại vật liệu “siêu gỗ” có độ bền cao. Ảnh: CNN. — شرکت InventWood مستقر در مریلند، یک ماده "ابر چوب" بسیار بادوام تولید کرده است. عکس: CNN.

یک شرکت آمریکایی نوع جدیدی از چوب ساخته است که نسبت استحکام به وزن آن 10 برابر بیشتر از فولاد است، در حالی که تا 6 برابر سبک‌تر نیز می‌باشد.

این محصول که «سوپروود» نام دارد، به تازگی توسط شرکت InventWood، شرکتی که توسط دانشمند مواد، لیانگ‌بینگ هو، تأسیس شده است، به صورت تجاری عرضه شده است.

بیش از یک دهه پیش، هو تلاش خود را برای تعریف مجدد یکی از قدیمی‌ترین مصالح ساختمانی بشریت آغاز کرد. هو - که اکنون استاد دانشگاه ییل است - هنگام کار در مرکز نوآوری مواد دانشگاه مریلند، راهی برای بازسازی خلاقانه چوب پیدا کرد.

او حتی با حذف لیگنین که به چوب رنگ و استحکام می‌بخشد، آن را شفاف کرده است. اما هدف واقعی او تقویت آن بر اساس سلولز، جزء اصلی الیاف گیاهی و رایج‌ترین بیوپلیمر روی کره زمین است.

این موفقیت در سال ۲۰۱۷ حاصل شد، زمانی که آقای هو برای اولین بار چوب طبیعی را با یک روش شیمیایی برای تقویت سلولز تقویت کرد و آن را به یک مصالح ساختمانی بهتر تبدیل کرد.

این فرآیند شامل جوشاندن چوب در یک محلول شیمیایی انتخابی و سپس پرس گرم آن در سطح سلولی است که باعث می‌شود بسیار متراکم‌تر شود. طبق تحقیقات منتشر شده در Nature، پس از یک هفته، نتیجه چوبی با نسبت استحکام به وزن بالاتر از اکثر فلزات و آلیاژهای ساختاری است.

اکنون، پس از سال‌ها بهبود و بیش از ۱۴۰ اختراع، آقای هو، سوپروود را به بازار عرضه کرده است. الکس لاو، مدیرعامل InventWood، می‌گوید: «از نظر شیمیایی و عملی، هنوز چوب است. اما در ساخت و ساز، می‌تواند ساختمان‌ها را تا چهار برابر سبک‌تر کند، مقاومت در برابر زلزله را افزایش دهد و بار روی پی‌ها را کاهش دهد و ساخت و ساز را سریع‌تر و آسان‌تر کند.»

آقای لاو افزود: «شبیه چوب است، فقط از هر نظر که ما آن را آزمایش کردیم، قوی‌تر و بهتر است.»

شرکت InventWood در حال حاضر در کارخانه خود در فردریک، مریلند، "ابرچوب" تولید می‌کند. اگرچه زمان تولید اکنون به جای روز، بر حسب ساعت اندازه‌گیری می‌شود، اما این شرکت هنوز برای افزایش مقیاس تولید به زمان نیاز دارد.

در ابتدا، «سوپروود» برای کاربردهای فضای باز مانند عرشه‌سازی و روکش دیوار استفاده خواهد شد و پس از آن در سال آینده کاربردهای داخلی مانند پنل‌سازی، کفپوش و مبلمان نیز به آن اضافه خواهد شد. آقای لاو گفت: «مردم اغلب از این شکایت دارند که چوب به مرور زمان خراب می‌شود، معمولاً به این دلیل که در اتصالات فلزی تاب برمی‌دارد یا می‌شکند. سوپروود می‌تواند جایگزین قطعات فلزی، حتی میخ، پیچ و مهره شود.»

آقای لاو معتقد است که در آینده می‌توان کل ساختمان‌ها را با استفاده از سوپروود ساخت، اگرچه این امر به آزمایش‌های بیشتری نیاز دارد. مشابه تحقیقات اولیه آقای هو، چوب با یک فرآیند شیمیایی تقویت می‌شود که ساختار سلولز را تغییر می‌دهد و آنقدر محکم فشرده می‌شود که دیگر به حالت اولیه برنمی‌گردد.

آقای لاو گفت: «در تئوری، ما می‌توانیم از هر نوع چوبی استفاده کنیم. در واقع، ما ۱۹ نوع چوب مختلف، از جمله بامبو را امتحان کردیم و همه آنها جواب دادند.»

طبق گفته InventWood، «ابر چوب» به لطف ساختار توخالی فشرده طبیعی خود، 20 برابر قوی‌تر از چوب معمولی و 10 برابر مقاوم‌تر در برابر فرورفتگی است. در نتیجه، در برابر کپک و حشرات مقاوم است و در آزمایش‌های استاندارد مقاومت در برابر آتش، بالاترین امتیاز را کسب می‌کند.

«سوپروود» در حال حاضر گران‌تر از چوب معمولی است و تولید آن ردپای کربن بیشتری دارد، اما آقای لاو ادعا می‌کند که ۹۰٪ کمتر از فولاد تولید می‌کند. او گفت: «هدف ما ارزان‌تر بودن از چوب نیست، بلکه رقابت مستقیم با فولاد در تولید انبوه است.»

اشکال دیگر چوب مهندسی‌شده مدت‌هاست که مورد استفاده قرار می‌گیرند، اما InventWood تأکید می‌کند که اینها صرفاً چوب‌های چندلایه هستند، نه چوب اصلاح‌شده در سطح مولکولی مانند «ابرچوب».

در سال‌های اخیر، روند ساخت‌وساز با چوب در ایالات متحده به شدت احیا شده است. شهر میلواکی - محل بلندترین برج چوبی جهان (Ascent MKE با ارتفاع ۸۷ متر) - به تازگی برنامه‌هایی را برای ساخت یک برج چوبی به ارتفاع ۱۸۳ متر اعلام کرده است.

چوب مهندسی‌شده اکنون با فولاد و بتن رقابت می‌کند - بزرگترین مانع، صنعت ساخت‌وساز است که محافظه‌کار و کند تغییر است. او گفت: «برای دیدن ساخت‌وسازهای چوبی بیشتر، به آموزش بهتر، پروژه‌های آزمایشی و چارچوب نظارتی مناسب نیاز داریم. اما مواد محکمی مانند ابرچوب، امکانات جدیدی را برای معماری چوبی مدرن ایجاد خواهند کرد.»