'Süper ahşap' çelikten 10 kat daha dayanıklı ancak 6 kat daha hafif

InventWood có trụ sở tại Maryland đã tạo ra loại vật liệu “siêu gỗ” có độ bền cao. Ảnh: CNN. — Maryland merkezli InventWood, son derece dayanıklı bir "süper ahşap" malzemesi geliştirdi. Fotoğraf: CNN.

Amerikalı bir şirket, çelikten 10 kat daha yüksek mukavemet-ağırlık oranına sahip, aynı zamanda 6 kata kadar daha hafif yeni bir ağaç türü geliştirdi.

Malzeme bilimci Liangbing Hu'nun kurucu ortağı olduğu InventWood şirketi, "Superwood" adını verdiği ürünü ticari olarak piyasaya sürdü.

Hu, on yıldan fazla bir süre önce insanlığın en eski yapı malzemelerinden birini yeniden tanımlama arayışına başladı. Maryland Üniversitesi Malzeme İnovasyon Merkezi'nde çalışırken (şu anda Yale Üniversitesi'nde profesör), ahşabı yaratıcı bir şekilde yeniden yapılandırmanın bir yolunu buldu.

Ahşaba rengini ve dayanıklılığını veren lignini çıkararak onu şeffaf hale bile getirmiş. Ancak asıl amacı, bitki liflerinin ana bileşeni ve gezegendeki en yaygın biyopolimer olan selüloza dayanarak onu güçlendirmek.

Atılım, Bay Hu'nun selülozu güçlendirmek için doğal ahşabı kimyasal bir işlemle ilk kez güçlendirerek daha iyi bir yapı malzemesi haline getirdiği 2017 yılında gerçekleşti.

İşlem, ahşabın seçici bir kimyasal çözeltide kaynatılmasını ve ardından hücresel düzeyde sıcak preslenerek çok daha yoğun hale getirilmesini içeriyor. Nature dergisinde yayınlanan bir araştırmaya göre, bir hafta sonra çoğu metal ve yapısal alaşımdan daha yüksek mukavemet-ağırlık oranına sahip bir ahşap elde ediliyor.

Yıllar süren geliştirmeler ve 140'tan fazla patentin ardından, Bay Hu Superwood'u piyasaya sürdü. InventWood CEO'su Alex Lau, "Kimyasal ve pratik olarak hala ahşap," diyor. "Ancak inşaatta binaları dört kata kadar daha hafif hale getirebilir, depreme dayanıklılığı artırabilir ve temellere binen yükü azaltarak inşaatı daha hızlı ve kolay hale getirebilir."

Bay Lau, "Ahşaba benziyor, ancak test ettiğimiz her açıdan daha güçlü ve daha iyi," diye ekledi.

InventWood, şu anda Maryland, Frederick'teki tesisinde "süper odun" üretiyor. Üretim süreleri artık günler yerine saatlerle ölçülse de, şirketin ölçek büyütmek için zamana ihtiyacı var.

"Süper ahşap" başlangıçta güverte ve duvar kaplaması gibi dış mekan uygulamalarında, ardından gelecek yıl panel kaplama, döşeme ve mobilya gibi iç mekan uygulamalarında kullanılacak. Bay Lau, "İnsanlar genellikle ahşabın zamanla, genellikle metal bağlantı noktalarında eğilme veya kırılma nedeniyle bozulduğundan şikayet ederler," dedi. "Süper ahşap, metal parçaların, hatta çivilerin, vidaların ve cıvataların yerini alabilir."

Bay Lau, gelecekte Superwood kullanılarak komple bina inşa edilebileceğine inanıyor, ancak bunun için daha fazla test yapılması gerekecek. Bay Hu'nun orijinal araştırmasına benzer şekilde, ahşap, selülozun yapısını değiştiren ve geri sıçramayacak kadar sıkı bir şekilde sıkıştırılan kimyasal bir işlemle güçlendiriliyor.

Bay Lau, "Teoride her türlü ahşabı kullanabiliriz," dedi. "Aslında bambu da dahil olmak üzere 19 farklı ahşabı denedik ve hepsi işe yaradı."

InventWood'a göre "süper ahşap", doğal olarak sıkıştırılmış içi boş yapısı sayesinde normal ahşaptan 20 kat daha güçlü ve göçüklere karşı 10 kat daha dayanıklıdır. Sonuç olarak küf ve böceklere karşı dayanıklıdır ve standart yangına dayanıklılık testlerinde en yüksek puanı almıştır.

"Süper odun" şu anda normal odundan daha pahalı ve üretimi daha büyük bir karbon ayak izine sahip, ancak Bay Lau, çeliğe göre %90 daha az olduğunu iddia ediyor. "Amacımız odundan daha ucuz olmak değil, büyük ölçekli üretimde çelikle doğrudan rekabet etmek," dedi.

Uzun zamandır başka işlenmiş ahşap türleri de kullanılıyor, ancak InventWood bunların basitçe lamine edilmiş keresteler olduğunu, "süper ahşap" gibi moleküler düzeyde değiştirilmiş ahşap olmadığını vurguluyor.

Son yıllarda ABD'de ahşapla inşaat trendi güçlü bir şekilde canlanıyor. Dünyanın en yüksek ahşap kulesine (Ascent MKE, 87 m yüksekliğinde) ev sahipliği yapan Milwaukee şehri, 183 m yüksekliğinde bir ahşap kule inşa etme planlarını duyurdu.

Mühendislik ahşap artık çelik ve betonla rekabet edebiliyor; en büyük engel ise muhafazakâr ve değişime karşı yavaş olan inşaat sektörü. "Daha fazla ahşap yapı görmek için daha iyi eğitime , pilot projelere ve doğru düzenleyici çerçeveye ihtiyacımız var. Ancak süper ahşap gibi güçlü malzemeler, modern ahşap mimarisi için yeni olanaklar sunacak," dedi.