„Super drewno” jest 10 razy trwalsze, ale 6 razy lżejsze od stali

InventWood có trụ sở tại Maryland đã tạo ra loại vật liệu “siêu gỗ” có độ bền cao. Ảnh: CNN. — Firma InventWood z siedzibą w Maryland stworzyła niezwykle wytrzymały materiał „superwood”. Zdjęcie: CNN.

Amerykańska firma stworzyła nowy rodzaj drewna, którego stosunek wytrzymałości do masy jest 10 razy wyższy niż stali, a jednocześnie jest on do 6 razy lżejszy.

Produkt o nazwie „Superwood” został właśnie wprowadzony na rynek przez InventWood, firmę założoną przez naukowca zajmującego się materiałami, Liangbinga Hu.

Ponad dekadę temu Hu rozpoczął poszukiwania nowego sposobu na redefinicję jednego z najstarszych materiałów budowlanych ludzkości. Pracując w Centrum Innowacji Materiałowych Uniwersytetu Maryland, Hu – obecnie profesor na Uniwersytecie Yale – znalazł sposób na kreatywną restrukturyzację drewna.

Udało mu się nawet sprawić, że drewno stało się przezroczyste, usuwając ligninę, która nadaje mu kolor i wytrzymałość. Jednak jego prawdziwym celem jest jego wzmocnienie, bazując na celulozie, głównym składniku włókien roślinnych i najpopularniejszym biopolimerze na świecie.

Przełom nastąpił w 2017 r., kiedy pan Hu po raz pierwszy wzmocnił naturalne drewno za pomocą obróbki chemicznej, która wzmocniła celulozę, czyniąc je lepszym materiałem budowlanym.

Proces ten polega na gotowaniu drewna w selektywnym roztworze chemicznym, a następnie prasowaniu go na gorąco na poziomie komórkowym, co znacznie zwiększa jego gęstość. Po tygodniu powstaje drewno o wyższym stosunku wytrzymałości do masy niż większość metali i stopów konstrukcyjnych, zgodnie z badaniami opublikowanymi w czasopiśmie „Nature”.

Teraz, po latach udoskonaleń i ponad 140 patentach, pan Hu wprowadził Superwood na rynek. „Chemicznie i praktycznie to nadal drewno” – mówi Alex Lau, dyrektor generalny InventWood. „Ale w budownictwie może sprawić, że budynki będą nawet czterokrotnie lżejsze, zwiększy się odporność na trzęsienia ziemi i zmniejszy się obciążenie fundamentów, co przyspieszy i ułatwi budowę”.

„Wygląda jak drewno, tylko mocniejsze i lepsze pod każdym względem, w jakim je testowaliśmy” – dodał pan Lau.

Firma InventWood produkuje obecnie „superdrewno” w swoim zakładzie w Frederick w stanie Maryland. Chociaż czas produkcji mierzy się teraz w godzinach, a nie dniach, firma nadal potrzebuje czasu na zwiększenie skali działalności.

Początkowo „superwood” będzie wykorzystywany do zastosowań zewnętrznych, takich jak tarasy i okładziny ścienne, a w przyszłym roku do zastosowań wewnętrznych, takich jak panele, podłogi i meble. „Ludzie często narzekają, że drewno z czasem ulega zniszczeniu, zazwyczaj z powodu odkształcania się lub pękania w metalowych łączeniach” – powiedział pan Lau. „Superwood może zastąpić metalowe części, a nawet gwoździe, śruby i nakrętki”.

Pan Lau uważa, że w przyszłości całe budynki mogłyby być budowane z Superwood, choć wymagałoby to dalszych testów. Podobnie jak w przypadku pierwotnych badań pana Hu, drewno jest wzmacniane procesem chemicznym, który zmienia strukturę celulozy i jest ściskane tak mocno, że nie odkształca się.

„Teoretycznie możemy użyć dowolnego rodzaju drewna” – powiedział pan Lau. „W rzeczywistości przetestowaliśmy 19 różnych rodzajów drewna, w tym bambus, i wszystkie się sprawdziły”.

Według InventWood, „superwood” jest 20 razy mocniejsze niż zwykłe drewno i 10 razy bardziej odporne na wgniecenia dzięki naturalnie sprasowanej, pustej strukturze. Dzięki temu jest odporne na pleśń i owady oraz osiąga najwyższe wyniki w standardowych testach odporności ogniowej.

„Superdrewno” jest obecnie droższe niż zwykłe drewno, a jego produkcja wiąże się z większym śladem węglowym, ale pan Lau twierdzi, że jest o 90% tańsze niż stal. „Naszym celem nie jest bycie tańszym od drewna, ale bezpośrednie konkurowanie ze stalą w produkcji na dużą skalę” – powiedział.

Od dawna stosuje się inne formy drewna konstrukcyjnego, jednak InventWood podkreśla, że są to po prostu laminowane belki, a nie drewno modyfikowane na poziomie molekularnym, jak „superdrewno”.

W ostatnich latach trend budowania z drewna mocno odżył w Stanach Zjednoczonych. Miasto Milwaukee – siedziba najwyższej na świecie drewnianej wieży (Ascent MKE, 87 m wysokości) – właśnie ogłosiło plany budowy 183-metrowej drewnianej wieży.

Drewno konstrukcyjne jest obecnie konkurencyjne w stosunku do stali i betonu – największą barierą jest konserwatywny i powolny w zmianach przemysł budowlany. „Aby zobaczyć więcej budownictwa z drewna, potrzebujemy lepszej edukacji , projektów pilotażowych i odpowiednich ram regulacyjnych. Jednak wytrzymałe materiały, takie jak superwood, otworzą nowe możliwości dla nowoczesnej architektury drewnianej” – powiedział.