'Super wood' adalah 10 kali lebih tahan lama tetapi 6 kali lebih ringan daripada keluli

InventWood có trụ sở tại Maryland đã tạo ra loại vật liệu “siêu gỗ” có độ bền cao. Ảnh: CNN. — InventWood yang berpangkalan di Maryland telah mencipta bahan "kayu super" yang sangat tahan lama. Foto: CNN.

Sebuah syarikat Amerika telah mencipta jenis kayu baharu yang mempunyai nisbah kekuatan-kepada-berat 10 kali lebih tinggi daripada keluli, sementara juga sehingga 6 kali lebih ringan.

Produk yang dipanggil "Superwood," baru sahaja dilancarkan secara komersial oleh InventWood, sebuah syarikat yang diasaskan bersama oleh saintis bahan Liangbing Hu.

Lebih sedekad yang lalu, Hu memulakan usahanya untuk mentakrifkan semula salah satu bahan binaan tertua manusia. Semasa bekerja di Pusat Inovasi Bahan Universiti Maryland, Hu - kini seorang profesor di Yale - menemui cara untuk menyusun semula kayu secara kreatif.

Dia juga telah membuat kayu lutsinar dengan mengeluarkan lignin yang memberikan warna dan kekuatannya. Tetapi matlamat sebenar beliau adalah untuk menguatkannya, berdasarkan selulosa, komponen utama gentian tumbuhan dan biopolimer yang paling biasa di planet ini.

Kejayaan itu datang pada tahun 2017, apabila Encik Hu mula-mula memperkukuh kayu semula jadi dengan rawatan kimia untuk menguatkan selulosa, menjadikannya bahan binaan yang lebih baik.

Proses ini melibatkan merebus kayu dalam larutan kimia terpilih, kemudian menekannya dengan panas pada tahap selular, menjadikannya lebih padat. Selepas seminggu, hasilnya adalah kayu dengan nisbah kekuatan-ke-berat yang lebih tinggi daripada kebanyakan logam dan aloi struktur, menurut penyelidikan yang diterbitkan dalam Alam .

Kini, selepas bertahun-tahun penambahbaikan dan lebih daripada 140 paten, Encik Hu telah membawa Superwood ke pasaran. "Secara kimia dan praktikal, ia masih kayu," kata Ketua Pegawai Eksekutif InventWood Alex Lau. "Tetapi dalam pembinaan, ia boleh menjadikan bangunan sehingga empat kali lebih ringan, meningkatkan rintangan gempa bumi, dan mengurangkan beban pada asas, menjadikan pembinaan lebih cepat dan mudah."

"Ia kelihatan seperti kayu, hanya lebih kuat dan lebih baik dalam setiap cara kami mengujinya," tambah Encik Lau.

InventWood kini menghasilkan "kayu super" di kilang Frederick, Maryland. Walaupun masa pembuatan kini diukur dalam jam berbanding hari, syarikat masih memerlukan masa untuk meningkatkan.

Pada mulanya, "kayu super" akan digunakan untuk aplikasi luar seperti dek dan pelapisan dinding, diikuti dengan aplikasi dalaman seperti panel, lantai dan perabot tahun depan. "Orang ramai sering mengadu bahawa kayu merosot dari semasa ke semasa, biasanya kerana ia meledingkan atau pecah pada sambungan logam," kata Encik Lau. "Superwood boleh menggantikan bahagian logam, malah paku, skru dan bolt."

Pada masa hadapan, Encik Lau percaya bahawa keseluruhan bangunan boleh dibina menggunakan Superwood, walaupun itu memerlukan lebih banyak ujian. Sama seperti penyelidikan asal Encik Hu, kayu itu diperkukuh dengan proses kimia yang mengubah struktur selulosa dan dimampatkan dengan ketat sehingga tidak melantun semula.

"Secara teori, kita boleh menggunakan apa-apa jenis kayu," kata Encik Lau. "Malah, kami mencuba 19 jenis kayu yang berbeza, termasuk buluh, dan semuanya berfungsi."

Menurut InventWood, "superwood" adalah 20 kali lebih kuat daripada kayu biasa dan 10 kali lebih tahan terhadap penyok berkat struktur berongga yang dimampatkan secara semula jadi. Akibatnya, ia tahan terhadap acuan dan serangga, dan mendapat markah tertinggi dalam ujian rintangan api standard.

“Superwood” kini berharga lebih tinggi daripada kayu biasa dan pengeluarannya mempunyai jejak karbon yang lebih besar, tetapi Encik Lau mendakwa ia adalah 90% kurang daripada keluli. "Matlamat kami bukan untuk menjadi lebih murah daripada kayu, tetapi untuk bersaing secara langsung dengan keluli dalam pengeluaran berskala besar," katanya.

Bentuk kayu kejuruteraan lain telah lama digunakan, tetapi InventWood menekankan bahawa ini hanyalah kayu berlamina, bukan kayu yang diubah suai pada peringkat molekul seperti "kayu super."

Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, trend membina dengan kayu telah dihidupkan semula dengan kuat di AS. Bandar Milwaukee – rumah kepada menara kayu tertinggi di dunia (Ascent MKE, 87 m tinggi) – baru sahaja mengumumkan rancangan untuk membina menara kayu setinggi 183 m.

Kayu kejuruteraan kini bersaing dengan keluli dan konkrit - halangan terbesar ialah industri pembinaan, yang konservatif dan lambat berubah. "Untuk melihat lebih banyak pembinaan kayu, kami memerlukan pendidikan yang lebih baik, projek perintis dan rangka kerja kawal selia yang betul. Tetapi bahan yang kukuh seperti kayu super akan membuka kemungkinan baharu untuk seni bina kayu moden," katanya.