«Супердерево» в 10 раз прочнее, но в 6 раз легче стали.

InventWood có trụ sở tại Maryland đã tạo ra loại vật liệu “siêu gỗ” có độ bền cao. Ảnh: CNN. — Компания InventWood из Мэриленда создала высокопрочный материал «супердерево». Фото: CNN.

Американская компания создала новый вид древесины, прочность которой в 10 раз выше, чем у стали, но при этом она в 6 раз легче.

Продукт под названием «Superwood» только что был выведен на рынок компанией InventWood, соучредителем которой является материаловед Лянбин Ху.

Более десяти лет назад Ху начал поиски нового взгляда на один из древнейших строительных материалов, созданных человечеством. Работая в Центре инновационных материалов Мэрилендского университета, Ху, ныне профессор Йельского университета, нашёл способ креативно преобразовать древесину.

Он даже сделал древесину прозрачной, удалив лигнин, придающий ей цвет и прочность. Но его настоящая цель — укрепить её, используя целлюлозу, основной компонент растительных волокон и самый распространённый биополимер на планете.

Прорыв произошел в 2017 году, когда г-н Ху впервые укрепил натуральную древесину с помощью химической обработки, чтобы повысить прочность целлюлозы, сделав ее более эффективным строительным материалом.

Процесс включает в себя кипячение древесины в растворе селективного химиката, а затем горячее прессование на клеточном уровне, что значительно увеличивает её плотность. Согласно исследованию, опубликованному в журнале Nature, через неделю получается древесина с более высоким соотношением прочности к массе, чем у большинства металлов и конструкционных сплавов.

Теперь, после многих лет усовершенствований и получения более 140 патентов, г-н Ху вывел на рынок супердревесину. «С химической и практической точки зрения это всё та же древесина», — говорит генеральный директор InventWood Алекс Лау. «Но в строительстве она может сделать здания до четырёх раз легче, повысить сейсмостойкость и снизить нагрузку на фундамент, ускоряя и упрощая строительство».

«Похоже на дерево, только прочнее и лучше во всех отношениях, которые мы тестировали», — добавил г-н Лау.

Компания InventWood в настоящее время производит «супердревесину» на своем заводе во Фредерике, штат Мэриленд. Хотя время производства теперь измеряется часами, а не днями, компании всё ещё нужно время для масштабирования.

Первоначально «супердревесина» будет использоваться для наружных работ, таких как настилы и облицовка стен, а в следующем году её начнут использовать и в интерьере, например, для изготовления панелей, напольных покрытий и мебели. «Люди часто жалуются, что древесина со временем портится, обычно из-за коробления или разрушения металлических соединений», — сказал г-н Лау. «Супердревесина может заменить металлические детали, даже гвозди, шурупы и болты».

Г-н Лау полагает, что в будущем из супердревесины можно будет строить целые здания, хотя это потребует дополнительных испытаний. Подобно первоначальному исследованию г-на Ху, древесину укрепляют химическим методом, который изменяет структуру целлюлозы, и сжимают настолько сильно, что она не восстанавливает форму.

«Теоретически мы можем использовать любую древесину, — сказал г-н Лау. — Фактически, мы попробовали 19 различных видов древесины, включая бамбук, и все они подошли».

По данным InventWood, «супердревесина» в 20 раз прочнее обычной древесины и в 10 раз устойчивее к вмятинам благодаря своей естественно сжатой полой структуре. Благодаря этому она устойчива к плесени и насекомым, а также показывает самые высокие результаты в стандартных испытаниях на огнестойкость.

«Супердревесина» сейчас стоит дороже обычной древесины, а её производство оставляет больший углеродный след, но г-н Лау утверждает, что она на 90% дешевле стали. «Наша цель — не быть дешевле древесины, а конкурировать напрямую со сталью в крупномасштабном производстве», — сказал он.

Другие виды конструкционной древесины используются уже давно, но InventWood подчеркивает, что это просто клееная древесина, а не древесина, модифицированная на молекулярном уровне, как «супердревесина».

В последние годы в США активно возрождается тенденция строительства из дерева. Город Милуоки, где находится самая высокая в мире деревянная башня (Ascent MKE, высотой 87 м), только что объявил о планах строительства деревянной башни высотой 183 м.

Инженерная древесина теперь конкурирует со сталью и бетоном, но самым большим препятствием является строительная отрасль, консервативная и медленно меняющаяся. «Чтобы увидеть больше деревянного строительства, нам нужны более качественное образование , пилотные проекты и правильная нормативная база. Но прочные материалы, такие как супердревесина, откроют новые возможности для современной деревянной архитектуры», — сказал он.