'Superträ' är 10 gånger mer hållbart men 6 gånger lättare än stål

InventWood có trụ sở tại Maryland đã tạo ra loại vật liệu “siêu gỗ” có độ bền cao. Ảnh: CNN. — Maryland-baserade InventWood har skapat ett mycket hållbart "superwood"-material. Foto: CNN.

Ett amerikanskt företag har skapat en ny träsort som har ett 10 gånger högre hållfasthets-viktförhållande än stål, samtidigt som det är upp till 6 gånger lättare.

Produkten, kallad ”Superwood”, har precis lanserats kommersiellt av InventWood, ett företag som grundades av materialforskaren Liangbing Hu.

För mer än ett decennium sedan började Hu sin strävan att omdefiniera ett av mänsklighetens äldsta byggmaterial. Medan han arbetade vid University of Marylands Center for Materials Innovation fann Hu – numera professor vid Yale – ett sätt att kreativt omstrukturera trä.

Han har till och med gjort trä transparent genom att ta bort ligninet som ger det dess färg och styrka. Men hans verkliga mål är att förstärka det, baserat på cellulosa, huvudkomponenten i växtfibrer och den vanligaste biopolymeren på planeten.

Genombrottet kom 2017, när Hu först förstärkte naturligt trä med en kemisk behandling för att stärka cellulosan, vilket gjorde det till ett bättre byggmaterial.

Processen innebär att träet kokas i en selektiv kemisk lösning och sedan varmpressas på cellnivå, vilket gör det mycket tätare. Efter en vecka är resultatet ett trä med ett högre hållfasthets-viktförhållande än de flesta metaller och strukturella legeringar, enligt forskning publicerad i Nature.

Nu, efter åratal av förbättringar och mer än 140 patent, har Hu lanserat Superwood. ”Kemiskt och praktiskt sett är det fortfarande trä”, säger InventWoods VD Alex Lau. ”Men inom byggbranschen kan det göra byggnader upp till fyra gånger lättare, öka jordbävningsmotståndet och minska belastningen på grunden, vilket gör byggandet snabbare och enklare.”

”Det ser ut som trä, fast starkare och bättre på alla sätt vi testade det”, tillade Lau.

InventWood producerar för närvarande "superwood" vid sin fabrik i Frederick, Maryland. Även om tillverkningstiderna nu mäts i timmar snarare än dagar, behöver företaget fortfarande tid för att skala upp.

Inledningsvis kommer ”superwood” att användas för utomhusbruk som altaner och väggbeklädnader, följt av inomhusbruk som paneler, golv och möbler nästa år. ”Folk klagar ofta på att trä försämras med tiden, vanligtvis för att det vrids eller går sönder vid metallfogar”, sa Lau. ”Superwood kan ersätta metalldelar, till och med spikar, skruvar och bultar.”

I framtiden tror Lau att hela byggnader skulle kunna byggas med Superwood, även om det skulle kräva mer testning. I likhet med Hus ursprungliga forskning förstärks träet med en kemisk process som förändrar cellulosans struktur och komprimeras så hårt att det inte studsar tillbaka.

”I teorin kan vi använda alla typer av trä”, sa Lau. ”Vi provade faktiskt 19 olika träslag, inklusive bambu, och alla fungerade.”

Enligt InventWood är ”superwood” 20 gånger starkare än vanligt trä och 10 gånger mer motståndskraftigt mot bucklor tack vare sin naturligt komprimerade ihåliga struktur. Som ett resultat är det motståndskraftigt mot mögel och insekter, och får högst poäng i vanliga brandmotståndstester.

”Superwood” kostar för närvarande mer än vanligt trä och dess produktion har ett större koldioxidavtryck, men Lau hävdar att det är 90 % mindre än stål. ”Vårt mål är inte att vara billigare än trä, utan att konkurrera direkt med stål i storskalig produktion”, sa han.

Andra former av konstruerat trä har länge använts, men InventWood betonar att dessa helt enkelt är laminerade virkesprodukter, inte trä modifierat på molekylär nivå som "superwood".

Under senare år har trenden att bygga med trä fått ett starkt uppsving i USA. Staden Milwaukee – hem till världens högsta trätorn (Ascent MKE, 87 m högt) – har just tillkännagivit planer på att bygga ett 183 m högt trätorn.

Konstruerat trä är nu konkurrenskraftigt med stål och betong – det största hindret är byggbranschen, som är konservativ och långsam i förändring. ”För att se mer träbyggande behöver vi bättre utbildning , pilotprojekt och rätt regelverk. Men starka material som superwood kommer att öppna upp nya möjligheter för modern träarkitektur”, sa han.