Super material à prova de balas, à prova de fogo e mais forte que o aço

No vasto armazém de uma startup chamada InventWood, um novo material em breve começará a ser produzido em massa: madeira macia transformada em nível molecular em um material mais forte que o aço, mas seis vezes mais leve.

Superwood - nome desse material especial - deve ser capaz de substituir vigas de aço na estrutura de um edifício e também é resistente a impactos o suficiente para fazer portas à prova de balas.

Além disso, o material é à prova de fogo. A camada externa de Superwood também carboniza, protegendo o interior, impedindo que ele se desintegre em um incêndio, como o aço.

Madeira modificada

Liangbing Hu pode ser considerado o "inventor" da madeira projetada. Antes de lecionar em Yale, Hu foi diretor do Centro de Inovação de Materiais da Universidade de Maryland.

Lá, ele inventou uma variedade de madeiras diferentes com propriedades como transparência, moldabilidade como plástico e elasticidade como uma bola de borracha. Todas as invenções de Hu envolviam a manipulação da madeira em nível molecular.

Este tipo de madeira tem uma estrutura compacta e é tão durável quanto o aço. Foto: InventWood.

Em 2018, Hu e seus colegas continuaram a causar impacto no mundo da ciência dos materiais quando apresentaram a tecnologia para criar Superwood em um artigo na Nature.

Para criar o material, a equipe começou cozinhando e tratando quimicamente a madeira. Em seguida, a comprimiram, resultando em uma tábua típica até quatro vezes mais leve. No processo, Hu descobriu que o experimento aproximava as fibras de celulose e colapsava os canais que compõem o sistema circulatório da árvore.

A princípio, o experimento parecia uma descoberta notável que acabaria ficando registrada na galeria. Muitas pessoas abordaram Hu sobre o negócio, mas ele disse que era apenas um professor universitário e não tinha ideia do que fazer com o projeto.

Mas em vez de desistir, Hu passou os anos seguintes refinando a tecnologia, reduzindo o tempo de produção do material de mais de uma semana para apenas algumas horas.

Após a atenção inicial, o mais surpreendente foi que a Superwood passou a ser considerada uma raridade. No entanto, Alex Lau, CEO da InventWood, entrou em contato com Hu e ajudou a comercializar a empresa em 2021.

Mais tarde, a startup recebeu uma doação de US$ 20 milhões do Departamento de Energia em 2022 e recebeu mais US$ 30 milhões em financiamento de vários investidores.

Enorme potencial

A startup está produzindo seus primeiros lotes de Superwood, a partir deste verão. Lau afirma que a primeira planta comercial desse tipo é pequena. Os produtos iniciais serão usados para construir a "pele" de um edifício, as partes não estruturais que ainda exigem estética e durabilidade.

Uma amostra de Superwood (madeira mais escura) colocada ao lado de madeira comum, submetida a um teste de flexão de longa duração com suporte de peso. Foto: Wall Street Journal.

A longo prazo, eles querem avançar para a substituição da estrutura do edifício, de materiais tradicionais para madeira superdura. "90% das emissões de carbono dos edifícios vêm do concreto e do aço durante a construção", disse o Sr. Lau.

Para construir esta fábrica, a InventWood levantou US$ 15 milhões em sua primeira rodada Série A. O processo foi liderado pelo Grantham Fund, com a participação da Baruch Future Ventures, Builders VC e Muus Climate Partners, três fundos importantes na área de investimento em tecnologia sustentável, clima e inovação de materiais.

A Superwood parte da madeira comum, composta principalmente por dois compostos: celulose e lignina. Na verdade, a celulose nanocristalina é mais resistente que a fibra de carbono, então o objetivo é aumentar a resistência dessa substância natural da madeira.

A empresa usa produtos químicos usados na indústria alimentícia para modificar a estrutura molecular da madeira e, em seguida, comprime o material para aumentar o número de ligações de hidrogênio entre as moléculas de celulose.

Com a capacidade de comprimir o material quatro vezes, muitas pessoas pensariam que o Superwood é igualmente resistente. "Mas, na verdade, ele é cerca de 10 vezes mais resistente devido às ligações extras criadas durante esse processo", explica Lau.

Quando intercalado com madeira convencional de cor mais clara, o Superwood pode reforçar alternativas de suporte de carga às vigas de aço na estrutura de casas. Foto: Wall Street Journal.

O resultado é um material com resistência à ruptura 50% maior que o aço e uma relação resistência-peso 10 vezes melhor, afirma a empresa. Ele também atende aos padrões de resistência ao fogo Classe A, o que significa que é difícil de pegar fogo e resistente ao apodrecimento e a insetos.

De fato, a incorporação ou não do Superwood em elementos estruturais de edifícios ainda exige a certificação dos parceiros da empresa, incluindo construtoras e arquitetos. Além disso, o Superwood também exige novos processos de construção, pois o material é resistente o suficiente para eliminar as juntas de aço típicas de estruturas de madeira projetadas.

As aplicações do material também podem ir além da construção, de acordo com o WSJ. O Superwood é semelhante à fibra de carbono, mas menos quebradiço. Já é usado em tudo, desde equipamentos esportivos e tênis até carros de corrida e aviões.

Fonte: https://znews.vn/sieu-vat-lieu-chong-dan-chong-chay-va-ben-hon-ca-thep-post1565040.html