Zpět na články

Lisované dřevo může být tvrdší než ocel. Dokáže odolat i nárazu auta

Chemická lázeň a lisování při vysoké teplotě mohou dřevu dodat tvrdost oceli. Jde o jeden z nových postupů, kterými se vědci snaží rozšířit jeho využitelnost dřeva. Dostatečně pevné dřevo by tak mohlo nabídnout ekologickou alternativu kovům a plastům ve stavebnictví nebo v automobilovém průmyslu.

Ilustrační snímek Ilustrační snímek, zdroj: ThinkStock

Pokusy o vylepšení dřeva probíhají už desetiletí.  Zatímco některé vědecké týmy se pokoušely vyrábět nové materiály z vláken celulózy, výzkumný tým z Marylandské univerzity pracoval s přirozenou porézností dřeva.

Dřevo různých druhů vědci namáčeli v roztoku hydroxidu sodného po dobu sedmi hodin. Tento proces nechal celulózu ve dřevě prakticky nedotčenou, ale vyluhoval další složky dřeva. Tím se zvýšila poréznost dřeva.

V dalším kroku bylo dřevo lisováno při teplotě 100 °C po dobu 24 hodin. Výsledkem těchto dvou procesů bylo prkno o jedné pětině tloušťky oproti původnímu a zároveň 11,5krát silnější.

Odolá nárazu při autonehodě

Sílu dřeva vědci testovali stejnou metodou, jakou se testuje odolnost vojenských vozidel proti střelbě a nárazům. Proti desce z pěti vrstev tvrzeného dřeva tlusté tři milimetry byly vystřelovány kovové projektily. Tvrzené dřevo zastavilo kovový projektil o váze 46 g vystřelený rychlostí 30 m/s.

To je sice více než desetkrát nižší rychlost, než jakou letí kulka vystřelená z normální zbraně, odpovídá však síle, které může čelit kapota auta při srážce. Tvrzené dřevo by se tedy potencionálně dalo použít pro výrobu aut.

Jak přesně vědci zvýšili tvrdost dřeva? Při lisování se k sobě přitisknou vlákna celulózy. Působením tlaku a teploty se vlákna zkroutí a propletou. Tato výsledná struktura zodpovědná za pevnost tvrzeného dřeva byla pozorována sekvenovacím elektronovým mikroskopem.

Ligninu tak akorát

Kromě celulózy má na tvrdosti lisovaného dřeva podíl i další organický polymer – lignin. V přirozeném dřevě vyplňuje mezery v buněčných stěnách rostlinných buněk a je zodpovědný za pevnost dřeva. Při luhování v hydroxidu sodném je část ligninu odstraněna.

Účelem při výrobě lisovaného dřeva je, aby ligninu zbylo tak akorát. Nejlepší vlastnosti má upravené dřevo, pokud ligninu zbývá zhruba 45 procent původního množství.

Výroba tvrzeného dřeva představuje slibný směr vývoje alternativ stávajících stavebních materiálů. Možná se tak dřevo díky tvrzení ještě dočká návratu jako materiál budoucnosti.

Zdroj: Song J., Chen C., Zhu S., et al. (2018). Processing bulk natural wood into a high-performance structural material. Nature 554, 224-228.

 

diskuze: 0 příspěvků, nových

Zpět na články