บริษัทสัญชาติอเมริกันได้คิดค้นไม้ประเภทใหม่ที่มีอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักสูงกว่าเหล็กถึง 10 เท่า อีกทั้งยังเบากว่าถึง 6 เท่าอีกด้วย
ผลิตภัณฑ์ที่มีชื่อว่า "Superwood" เพิ่งเปิดตัวในเชิงพาณิชย์โดย InventWood ซึ่งเป็นบริษัทที่ก่อตั้งโดย นักวิทยาศาสตร์ ด้านวัสดุ Liangbing Hu
กว่าทศวรรษที่ผ่านมา หูเริ่มต้นภารกิจในการนิยามวัสดุก่อสร้างที่เก่าแก่ที่สุดชนิดหนึ่งของมนุษยชาติขึ้นใหม่ ระหว่างทำงานที่ศูนย์นวัตกรรมวัสดุ มหาวิทยาลัยแมริแลนด์ หู ซึ่งปัจจุบันเป็นศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัยเยล ได้ค้นพบวิธีปรับโครงสร้างไม้อย่างสร้างสรรค์
เขาทำให้ไม้โปร่งใสด้วยการกำจัดลิกนินที่ทำให้ไม้มีสีและความแข็งแรง แต่เป้าหมายที่แท้จริงของเขาคือการทำให้ไม้แข็งแรงขึ้น โดยใช้เซลลูโลส ซึ่งเป็นองค์ประกอบหลักของเส้นใยพืช และเป็นไบโอโพลิเมอร์ที่พบมากที่สุดในโลก
ความก้าวหน้าดังกล่าวเกิดขึ้นในปี 2560 เมื่อคุณฮูได้เสริมความแข็งแรงให้กับไม้ธรรมชาติด้วยการบำบัดทางเคมีเป็นครั้งแรกเพื่อทำให้เซลลูโลสแข็งแรงขึ้น ทำให้เป็นวัสดุก่อสร้างที่ดีกว่า
กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการต้มไม้ในสารละลายเคมีเฉพาะจุด จากนั้นจึงนำไปกดด้วยความร้อนในระดับเซลล์ เพื่อทำให้ไม้มีความหนาแน่นมากขึ้น หลังจากผ่านไปหนึ่งสัปดาห์ ผลลัพธ์ที่ได้คือไม้ที่มีอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักสูงกว่าโลหะและโลหะผสมโครงสร้างส่วนใหญ่ ตามงานวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature
หลังจากการพัฒนามาหลายปีและได้รับสิทธิบัตรมากกว่า 140 ฉบับ คุณฮูก็ได้นำ Superwood ออกสู่ตลาดแล้ว “ทั้งในแง่เคมีและการใช้งานจริง ยังคงเป็นไม้” อเล็กซ์ เหลา ซีอีโอของ InventWood กล่าว “แต่ในการก่อสร้าง Superwood สามารถทำให้อาคารมีน้ำหนักเบาลงได้ถึงสี่เท่า เพิ่มความต้านทานแผ่นดินไหว และลดภาระของฐานราก ทำให้การก่อสร้างรวดเร็วและง่ายขึ้น”
“มันดูเหมือนไม้ แต่แข็งแรงกว่าและดีกว่าในทุกๆ ด้านที่เราทดสอบ” นายเลา กล่าวเสริม
ปัจจุบัน InventWood ผลิต "ซูเปอร์วูด" ที่โรงงานในเมืองเฟรเดอริก รัฐแมริแลนด์ แม้ว่าเวลาในการผลิตจะวัดเป็นชั่วโมงแทนที่จะเป็นวัน แต่บริษัทยังคงต้องใช้เวลาในการขยายขนาด
ในเบื้องต้น “ไม้ซูเปอร์วูด” จะถูกนำมาใช้สำหรับงานภายนอกอาคาร เช่น พื้นระเบียงและผนัง ตามด้วยงานตกแต่งภายใน เช่น ผนังกั้นห้อง พื้น และเฟอร์นิเจอร์ในปีหน้า “ผู้คนมักบ่นว่าไม้เสื่อมสภาพตามกาลเวลา ซึ่งส่วนใหญ่มักเกิดจากการโก่งงอหรือแตกหักที่รอยต่อโลหะ” คุณเลากล่าว “ไม้ซูเปอร์วูดสามารถใช้ทดแทนชิ้นส่วนโลหะได้ แม้กระทั่งตะปู สกรู และสลักเกลียว”
ในอนาคต คุณเลาเชื่อว่าอาคารทั้งหลังอาจสร้างได้ด้วยไม้ซูเปอร์วูด แม้ว่าจะต้องมีการทดสอบเพิ่มเติมก็ตาม เช่นเดียวกับงานวิจัยเดิมของคุณฮู ไม้จะถูกเสริมความแข็งแรงด้วยกระบวนการทางเคมีที่เปลี่ยนโครงสร้างของเซลลูโลสและถูกอัดแน่นจนไม่เด้งกลับ
“ตามทฤษฎีแล้ว เราสามารถใช้ไม้ได้ทุกประเภท” คุณเลากล่าว “จริงๆ แล้ว เราลองใช้ไม้ถึง 19 ชนิด รวมถึงไม้ไผ่ด้วย และก็ใช้ได้หมด”
จากข้อมูลของ InventWood ระบุว่า “ซูเปอร์วูด” มีความแข็งแรงมากกว่าไม้ทั่วไปถึง 20 เท่า และทนทานต่อการบุบมากกว่า 10 เท่า ด้วยโครงสร้างกลวงที่ถูกบีบอัดตามธรรมชาติ ส่งผลให้ทนทานต่อเชื้อราและแมลง และได้รับคะแนนสูงสุดในการทดสอบการทนไฟตามมาตรฐาน
ปัจจุบัน “ซูเปอร์วูด” มีราคาสูงกว่าไม้ทั่วไป และการผลิตก็สร้างคาร์บอนฟุตพริ้นท์สูงกว่า แต่คุณเลาอ้างว่าถูกกว่าเหล็กถึง 90% “เป้าหมายของเราไม่ใช่ราคาถูกกว่าไม้ แต่คือการแข่งขันโดยตรงกับเหล็กในการผลิตขนาดใหญ่” เขากล่าว
ไม้แปรรูปรูปแบบอื่นๆ ถูกนำมาใช้มานานแล้ว แต่ InventWood เน้นย้ำว่าไม้แปรรูปเหล่านี้เป็นเพียงไม้เนื้อแข็งที่ผ่านกระบวนการลามิเนต ไม่ใช่ไม้ที่ผ่านการดัดแปลงในระดับโมเลกุลเหมือน "ไม้ซูเปอร์วูด"
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา กระแสการก่อสร้างด้วยไม้กำลังกลับมาได้รับความนิยมอีกครั้งในสหรัฐอเมริกา เมืองมิลวอกี ซึ่งเป็นที่ตั้งของหอคอยไม้ที่สูงที่สุด ในโลก (Ascent MKE สูง 87 เมตร) เพิ่งประกาศแผนการสร้างหอคอยไม้สูง 183 เมตร
ปัจจุบันไม้วิศวกรรมสามารถแข่งขันกับเหล็กและคอนกรีตได้ อุปสรรคสำคัญที่สุดคืออุตสาหกรรมก่อสร้าง ซึ่งเป็นอุตสาหกรรมที่อนุรักษ์นิยมและมีการเปลี่ยนแปลงช้า “เพื่อให้เห็นการก่อสร้างด้วยไม้มากขึ้น เราจำเป็นต้อง มีการศึกษา ที่ดีขึ้น โครงการนำร่อง และกรอบการกำกับดูแลที่เหมาะสม แต่วัสดุที่แข็งแรงอย่างซูเปอร์วูดจะเปิดโอกาสใหม่ๆ ให้กับสถาปัตยกรรมไม้สมัยใหม่” เขากล่าว
ที่มา: https://khoahocdoisong.vn/sieu-go-ben-gap-10-nhung-lai-nhe-gap-6-lan-thep-post2149060932.html
การแสดงความคิดเห็น (0)