Експертите ги прават одржливите градежни материјали реалност со подобрување на природните ресурси како дрвото. Идејата е хемиски да се модифицира лигноцелулозата за да се подобрат нејзините вродени карактеристики за различни апликации. Дрвото и многу растенија содржат лигноцелулоза. Со огромни 181,5 милијарди тони дрво произведено на годишно ниво, тоа е изобилен и обновлив ресурс кој чека да се отклучи.
Истражувачите од Универзитетот Флорида, заедно со Универзитетот Мајами и Националната лабораторија Оук Риџ, тргнаа да ги подобрат својствата на дрвото за да создадат „материјал со високи перформанси, кој воедно е и еколошки“.
„Гледајќи го дрвото на различни нивоа – од микроскопските структури внатре во клеточните ѕидови до целото парче дрво – успеавме да научиме повеќе за тоа како хемиски да ги подобриме природните материјали за употреба во реалниот свет“, рече Вивијан Мерк, виш автор.
Тимот тргнал кон оваа студија со интересно прашање: Дали додавањето на неверојатно тврди минерали со нано размери може да го направи дрвото уште посилно, без да додаде голема тежина, цена или влијание врз животната средина? Истражувале различни видови на прстенесто порозни дрвени предмети како даб, јавор, цреша и орев. Тимот конкретно избрал црвен даб и се впуштил во едноставен, но генијален хемиски процес.
Истражувачите произвеле ферихидрит, природен минерал од железен оксид. За ова тие комбинирале железен нитрат и калиум хидроксид. Целта била да се внесе овој минерал директно во клеточните ѕидови на дрвото. Овој рентабилен и безбеден метод со користење на нанокристален железен оксихидроксид успешно ги зајакнал ситните клеточни ѕидови во дрвото. Интересно е тоа што додале само минимална количина дополнителна тежина.
И покрај зголемената издржливост на внатрешната структура на дрвото по обработката, неговото целокупно однесување кога е свиткано или скршено не се променило значително. Еколошкиот материјал има потенцијал да го замени челикот и бетонот во зградите, мостовите, мебелот и подот.
„Дрвото, како и многу природни материјали, има сложена структура со различни слоеви и карактеристики во различни размери. За вистински да се разбере како дрвото поднесува товари и на крајот не успева, неопходно е да се испита на овие различни нивоа“, вели Мерк.
За темелно да ја анализираат структурата на дрвото, истражувачкиот тим користел микроскопија со атомска сила. Исто така, користеле друга техника наречена AM-FM за прецизно да набљудуваат како третманот со минерали ги модифицирал клеточните ѕидови. И за да ја разберат пошироката слика, тие спровеле стандардни механички тестови и на обработени и на нетретирани примероци од дрво.
„Со зајакнување на природното дрво преку еколошки свесни и економични методи, нашите истражувачи ги поставуваат темелите за нова генерација на биобазирани материјали, кои имаат потенцијал да ги заменат традиционалните материјали како челик и бетон во структурни апликации“, вели Стела Баталама, декан на Колеџот за инженерство и компјутерски науки.
Широката употреба на овој материјал може да доведе до намалени емисии на јаглерод, помалку отпад и одржлива градба.
(Interesting Engineering)
(фото: Pixabay)
