CNN: Naučnici stvorili “superdrvo” – 10 puta jače od čelika

Američka kompanija razvila je novu vrstu drveta za koje tvrdi da ima do 10 puta veći odnos čvrstoće i težine od čelika, a pritom je do šest puta lakše.

“Superdrvo” je upravo lansirano kao komercijalni proizvod koji proizvodi kompanija InventWood, koju je suosnovao naučnik za materijale Lijangbing Hu, prenosi CNN.

Pre više od deset godina, Hu je krenuo u potragu da ponovo izmisli jedan od najstarijih građevinskih materijala poznatih čovečanstvu. Dok je radio u Centru za inovacije u materijalima Univerziteta Merilend, Hu – danas profesor na Jejlu – pronašao je inovativne načine da preoblikuje drvo. Čak ga je učinio prozirnim uklanjanjem dela lignina, komponente koja drvetu daje boju i deo njegove čvrstoće.

Njegov pravi cilj, međutim, bio je da učini drvo jačim, koristeći celulozu – glavni sastojak biljnih vlakana i, kako kaže Hu, “najzastupljeniji biopolimer na planeti”.

Proboj iz 2017. godine

Prelomni trenutak došao je 2017. godine, kada je Hu po prvi put ojačao obično drvo hemijskim tretmanom kojim je poboljšao njegovu prirodnu celulozu, čineći ga mnogo boljim građevinskim materijalom.

Drvo se prvo kuva u vodi sa posebnim hemikalijama, a zatim toplo presuje kako bi se ćelijska struktura sabila i postala gušća. Na kraju procesa, nastalo drvo imalo je odnos čvrstoće i težine veći od većine metala i legura, prema studiji objavljenoj u časopisu Nature.

Nakon godina usavršavanja postupka i više od 140 prijavljenih patenata, Hu je lansirao Superdrvo kao komercijalni proizvod.

– Sa hemijskog i praktičnog stanovišta, to je i dalje drvo – objašnjava izvršni direktor InventWooda Aleks Lau, koji se kompaniji pridružio 2021. godine.

U građevinarstvu bi to omogućilo objekte i do četiri puta lakše od današnjih, rekao je Lau – što znači da bi bili otporniji na zemljotrese, a i temelji bi trpeli manja opterećenja, pa bi gradnja bila brža i jednostavnija.

– Izgleda kao drvo, ponaša se kao drvo, osim što je mnogo jače i bolje u gotovo svakom aspektu koji smo testirali – dodao je Lau.

Može li konkurisati čeliku?

InventWood proizvodi Superdrvo u svojoj fabrici u Frederiku, Merilend, i iako se sada proces meri u satima umesto u danima, potrebno je vreme da se proizvodnja proširi, kaže Lau.

U početku će se fokusirati na spoljašnje primene poput terasa i fasadnih obloga, a kasnije i na unutrašnje elemente poput zidnih panela, podova i nameštaja.

– Ljudi se često žale da se nameštaj s vremenom rasklima ili lomi, obično na spojevima koji su od metala, jer drvo nije dovoljno jako. Superdrvo bi moglo da zameni te delove, pa čak i šrafove, eksere i druge metalne spojnice – kaže Lau.

U budućnosti, Lau predviđa da bi čitava zgrada mogla biti izgrađena od Superdrveta, ali će to zahtevati dodatna testiranja.

Baš kao u Huovom prvom eksperimentu, drvo se ojačava hemijskim procesom koji menja osnovnu strukturu celuloze i snažno ga sabija bez vraćanja u prvobitni oblik.

– Teoretski, možemo koristiti bilo koju vrstu drveta. U praksi smo testirali 19 vrsta drveta, kao i bambus, i uspelo je kod svih – kaže Lau.

Do 20 puta jače od običnog drveta

InventWood tvrdi da je Superdrvo do 20 puta jače od običnog drveta i do 10 puta otpornije na udarce i udubljenja, jer je prirodna porozna struktura drveta sabijena i očvrsnuta.

Zbog toga je otporno na gljivice i insekte, a u testovima otpornosti na požar dobija najvišu ocenu.

Trenutno je Superdrvo skuplje od običnog i ima veći ugljenični otisak pri proizvodnji, ali Lau ističe da su emisije ugljenika 90% manje u odnosu na proizvodnju čelika.

– Naš cilj nije da budemo jeftiniji od drveta, već da budemo konkurentni čeliku – rekao je Lau, uz napomenu da će s većom proizvodnjom troškovi padati.

Trend “pametnog drveta”

Drugi oblici obrađenog drveta postoje odavno, ali InventWood naglašava da se oni sastoje od mehanički spojenih delova drveta pomoću lepka, dok je Superdrvo izmenjeno na molekularnom nivou.

Upotreba drveta u građevinarstvu poslednjih godina ponovo raste, a danas se od drveta grade i neboderi.

Trenutno je beton i dalje najkorišćeniji građevinski materijal na planeti. Iako mu je proizvodnja usporena, beton i dalje uzrokuje oko 7% svetskih emisija ugljen-dioksida.

Drvo kao čuvar ugljenika

Profesor arhitekture Filip Oldfild sa Univerziteta Novog Južnog Velsa u Australiji, koji nije povezan s InventWoodom, kaže da drvo ima ekološke prednosti u odnosu na većinu građevinskih materijala, jer je njegova proizvodnja manje energetski zahtevna od čelika i betona, a pritom drvo skladišti CO₂ u svojoj biomasi putem fotosinteze.

– Drveni proizvodi mogu se smatrati dugoročnim skladištima ugljenika, a gradnja drvetom omogućava da gradovi “zaključaju” emisije ugljenika u zgrade na duže vreme – kaže on.

Međutim, Oldfild napominje da već postoje drveni kompoziti koji se uspešno takmiče s čelikom i betonom.

– Glavna prepreka većoj upotrebi drveta nije u snazi materijala, već u tome što je građevinska industrija konzervativna i sporo prihvata promene – objašnjava on.

– Ako želimo više drveta u gradnji, potrebno je više edukacije, pilot projekata i bolji propisi – dodaje on.

Ali jači proizvodi poput Superdrveta mogu omogućiti veće raspona i trajnije površine, što bi svakako doprinelo većem korišćenju drveta u arhitekturi.

Izvor: N1