化学物質の混合物に木材を浸し、圧縮して加熱することにより、研究者は鋼鉄よりも強い材料を作成したと、 Scientific Americanの Sid Perkinsは書いています。
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材料科学者は、比較的再生可能な資源から作られた丈夫で丈夫な材料を作成するという名目で、木材を絞り、冷却してローラーに通し、アンモニアまたは蒸気で処理する、何十年も取り組んできました。 新しい木材は、天然木材の3倍の密度と12倍の強度があります。研究者は、 Nature誌に掲載された新しい研究で報告しています。
メリーランド大学カレッジパークの材料科学者であるLiangbing Huは、次のように述べています。プレスリリースによると、研究著者の一人。
木材を「高密度化」する他の方法は、湿度が高くなると元のサイズと形状に戻って膨張する傾向がある材料を生成する、とパーキンスは言います。 新しいアプローチは、より均一な密度の最終結果を作成することにより、耐湿性のある方法で木材を強化します。
「この種の木材は、自動車、飛行機、建物で使用できます-鋼が使用されるすべてのアプリケーション」とHuはDavid Grossmanに語り、 Popular Mechanicsに報告します。 未来の高層ビルは、木材で構築することさえできます。
このプロセスは、木材を水酸化ナトリウムと硫酸ナトリウムの浴に浸すことから始まります。 これらの2つの化学物質は、植物の細胞壁を硬くする2つのポリマーであるリグニンとヘミセルロースを部分的に除去するために一緒に働きます。 重大なことに、化学物質は、第3のポリマーであるセルロースの多くを無傷のままにします。 木製のセル壁は、剛性が低くなり、多孔質になります。 次に、研究者は木材を約100度に加熱しながら押しました。 木材には、成長の方向に沿って走るルミナと呼ばれる多くの自然なチャネルがあります。 これらのチャネルと細胞壁は、研究者のプロセスの熱と絞りの部分で崩壊し、セルロース分子間に新しい水素結合が形成され、材料が強化されます。
顕微鏡で見られるように、最終結果は密接に詰められた木の層です、と研究者は彼らの論文で報告します。 最終的な材料は、元のサイズの約5分の1の厚さですが、密度は3倍です。
その後、研究者たちは、高密度化された木材に一連のテストを行い、その機械的特性を測定しました。 彼らは負荷に耐える能力をテストしました。 彼らは、その剛性、引張強さ（引っ張り力にどれだけ耐えられるか）、およびどれだけうまく曲がるかをテストしました。 全体として、結果は1枚の荒くて転倒した木片でした。 湿度テストでは、木材は約8.4％しか膨張しませんでしたが、まだ丈夫でした。
彼らはまた、弾道エアガンで木材に鋼鉄の発射体を発射しました。 素材の5つの層が一緒になって衝突前の車の速度で移動するスラッグを停止させたと、Mark Zastrow for Natureが報告しています。
結果は印象的でしたが、一部の専門家を納得させるには不十分でした。 ザストロウはオレゴン州立大学のフレッド・カムケに話を聞いたが、彼は新しい研究に関与していなかった。 Kamkeは、高密度化された24層のポプラ材が、化学処理を必要とせずに25フィートで発射された9 mmの高速弾丸を止めることができると指摘しました。 「これらの他の方法は、おそらく苛性溶液で7時間煮るよりもはるかに安価です」と彼は言います。
しかし、Huと彼の同僚は彼らの「スーパーウッド」で前進している、と化学＆エンジニアリングニュースの Stu Bormanは報告しています。 Inventwoodと呼ばれるスピンオフ企業は、技術を売り込み、車両、飛行機、輸送用コンテナ、床材、鎧など、鉄よりも強いbで処理され圧縮された木材で作られた未来を期待しています。
