На огромном складе стартапа InventWood вскоре начнется массовое производство необычного нового материала: хвойная древесина на молекулярном уровне трансформируется в материал, который прочнее стали, но в шесть раз легче.
Супердревесина (так называется этот специальный материал) предположительно сможет заменить стальные балки в каркасе здания, а также она достаточно ударопрочная, чтобы изготавливать из нее пуленепробиваемые двери.
Кроме того, материал огнестойкий. Внешний слой Superwood также обугливается таким образом, что защищает внутреннюю часть, не давая ей разрушиться в огне, как сталь.
Модифицированная древесина
Лянбин Ху можно считать «изобретателем» инженерной древесины. До того, как начать преподавать в Йельском университете, Ху был директором Центра инноваций в области материалов в Мэрилендском университете.
Там он изобрел множество уникальных пород древесины, которые обладали такими свойствами, как прозрачность, пластичность как пластик и упругость как резиновый мяч. Все изобретения Ху включали манипуляции с древесиной на молекулярном уровне.
 |
Древесина имеет плотную структуру и такая же прочная, как сталь. Фото: InventWood. |
В 2018 году Ху и его коллеги продолжили производить фурор в мире материаловедения , представив в статье в журнале Nature технологию, лежащую в основе Superwood.
Чтобы создать материал, команда начала с варки и химической обработки древесины. Затем они сжали ее, сделав обычную доску в четыре раза легче. В процессе Ху обнаружил, что эксперимент сдвинул волокна целлюлозы ближе друг к другу, схлопнув каналы, составляющие кровеносную систему дерева.
Поначалу эксперимент казался замечательным открытием, которое в конечном итоге останется в галерее. Многие люди обращались к Ху с предложением, но он говорил им, что он всего лишь университетский профессор и понятия не имеет, что делать с проектом.
Однако вместо того, чтобы сдаться, Ху посвятил следующие несколько лет совершенствованию технологии, сократив время производства материала с более чем недели до всего лишь нескольких часов.
После первоначального внимания большинство, как ни странно, посчитали Superwood новинкой. Однако Алекс Лау, генеральный директор InventWood, связался с Ху и помог коммерциализировать компанию в 2021 году.
Позднее в 2022 году стартап получил грант в размере 20 миллионов долларов от Министерства энергетики, а также дополнительное финансирование в размере 30 миллионов долларов от различных инвесторов.
Огромный потенциал
Стартап уже производит первые партии Superwood, начиная с этого лета. Лау говорит, что первый коммерческий завод такого рода небольшой. Первоначальная продукция будет использоваться для создания «кожи» здания, ненесущих частей, которые все еще требуют эстетики и долговечности.
 |
Образец Superwood (более темная древесина) рядом с обычной древесиной, проходящей долгосрочное испытание на изгиб под действием веса. Фото: Wall Street Journal. |
В долгосрочной перспективе они хотят перейти к замене каркаса здания с традиционных материалов на супертвердую древесину. «Девяносто процентов выбросов углерода от зданий приходится на бетон и сталь во время строительства», — сказал г-н Лау.
Для строительства завода InventWood привлекла $15 млн в первом раунде серии A. Раунд возглавил Grantham Fund при участии Baruch Future Ventures, Builders VC и Muus Climate Partners — трех известных фондов, инвестирующих в устойчивые технологии, климат и инновации в области материалов.
Superwood начинается с обычной древесины, которая в основном состоит из двух соединений: целлюлозы и лигнина. Фактически, нанокристаллическая целлюлоза на самом деле прочнее углеродного волокна. Поэтому главная цель — повысить прочность этой неотъемлемой сущности древесины.
Компания использует химические вещества, применяемые в пищевой промышленности, для изменения молекулярной структуры древесины, а затем сжимает материал, чтобы увеличить количество водородных связей между молекулами целлюлозы.
При возможности сжимать материал в четыре раза многие люди думают, что Superwood прочнее на столько же. «Но на самом деле он примерно в 10 раз прочнее из-за дополнительных связей, созданных в ходе этого процесса», — объясняет Лау.
 |
При размещении между обычной древесиной более светлого цвета Superwood может усилить несущие альтернативы стальным балкам в каркасе дома. Фото: Wall Street Journal. |
В результате получается материал с прочностью на разрыв на 50 процентов выше, чем у стали, и с соотношением прочности к весу в 10 раз лучше, заявляет компания. Он также соответствует стандартам пожарной безопасности класса А, что означает, что он обладает высокой огнестойкостью, а также устойчивостью к гниению и повреждению насекомыми.
Фактически, включение Superwood в структурные элементы зданий или нет все еще требует сертификации от партнеров компании, включая строителей и архитекторов. Кроме того, Superwood также требует новых строительных процессов, поскольку материал достаточно прочен, чтобы исключить стальные соединения, типичные для инженерных деревянных конструкций.
По данным WSJ, применение материала может выйти за рамки строительства. Супердревесина похожа на углеродное волокно, но менее хрупкая. Она уже используется во всем: от спортивного инвентаря и теннисной обуви до гоночных автомобилей и самолетов.
Источник: https://znews.vn/sieu-vat-lieu-chong-dan-chong-chay-va-ben-hon-ca-thep-post1565040.html
Комментарий (0)