Predstavte si drevo, ktorého superschopnosťou je jeho odolnosť, konkurujúca oceli. Drevo, ktoré bez problémov dokáže zastaviť aj letiace guľky. Nie, nejde o nový DC Comics.
Inžinieri z Univerzity v Marylande našli spôsob, ako z obyčajného dreva vyrobiť super drevo, ktoré je po transformácii viac, než 10 krát tvrdšie a odolnejšie. Tento vynález má potenciál stať sa prírodnou a finančne nenáročnou náhradou ocele, titánu a ďalších trvácnych materiálov.
Kľúčom k jeho supersile je špeciálne chemické ošetrenie, ktoré sprevádza horúca kompresia. Výsledkom tohto procesu je také posilnenie spojov, ktoré z dreva robí materiál dostatočne silný na to, aby z neho jedného dňa bolo možné stavať celé budovy či rôzne vozidlá.
Inžinieri o ňom uvažujú tiež ako o materiáli vhodnom na výrobu pancierov. V laboratóriu totiž prebehli testy, pri ktorých boli do dreva vystrelené projektily, podobné tým, ktoré sa používajú v zbrojnom priemysle. Drevo v tejto skúške odolnosti obstálo na výbornú, všetky projektily ostali zavŕtané bez toho, že by drevom preleteli von.
Ako v štúdii, publikovanej vo vedeckom časopise Nature uviedol vedúci výskumného tímu, Liangbing Hu , drevo je vďaka tejto špeciálnej úprave až 12 krát silnejšie a 10 krát odolnejšie ako pred ňou. To z neho robí skutočného superhrdinu vo svete prírodných materiálov. Vlastnosti dreva sú porovnateľné tiež s karbónovým vláknom, ale jeho výhodou je, že je omnoho lacnejšie. Na rozdiel od ocele je 6 krát ľahšie, ale na jeho rozštiepenie je potrebnej 10 krát viac energie, než v prípade obyčajného dreva. Jednou z jeho výhod je aj to, že ho možno na začiatku procesu ohnúť a tvarovať podľa potreby.
Samotný proces pozostáva z dvoch krokov. Najskôr sa prírodné drevo, doslova uvarí v zmesi hydroxidu sodného a siričitanu sodného, čo je v podstate veľmi podobný postup, ako pri výrobe celulózy. Takto ošetrené drevo podstúpi silné stlacčenie, pri ktorom dochádza k rozkladu bunkových stien. Pod vplyvom vysokej teploty sa následne vytvoria nové chemické spojenia, ktoré sú pokračujúcim stlačením ešte viac posilnené.
V priebehu tohto procesu dochádza na jednej strane k rozpadu určitých polymérov, ktorý umožňuje jeho transformáciu, na druhej strane, iné polyméry, charakteristické pre drevo, ostávajú nezmenené. Drevo sa síce transformuje, no ostáva drevom.
Aj napriek komplexnosti chemických procesov, ktoré tu prebiehajú, možno hovoriť o celkom jednoduchej a lacnej procedúre. Upraviť sa dá takto viacero druhov dreva. Okrem odolnosti, tvrdosti a ľahkosti je drevo tiež kompaktné, odolné voči mechanickému poškodeniu a vlhkosti.
Super drevo je navyše možné vyrobiť z rýchlo rastúceho dreva, akým je balza či borovica. Špeciálna úprava by tak mohla znamenať záchranu mnohých tvrdších, kvalitnejších a dlho rastúcich drevín, akým je napríklad veľmi obľúbený teak.
Marylandský výskumný tím momentálne pracuje na zrýchlení procesu transformácie, no už teraz predpovedá svetlú budúcnosť tomuto široko využiteľnému materiálu.
Zdroj:
www.umdrightnow.umd.edu
www.nature.com
Titulné foto:
Pixabay by Demaldo
