|

Формовочная древесина, полученная в результате потрясающего процесса

Исследовательская группа Университета Мэриленда (UMD) разработала технику создания прочных и пластичных древесных материалов с помощью быстрого процесса «водного удара».

Команда, возглавляемая Лянбингом Ху, профессором материаловедения и инженерии и директором Центра инновационных материалов при Университете Мэриленда, удалила лигнин древесины — стенки ячеек внутри древесины, которые придают ей прочность, — смягчила их, а затем укрепила волокна за счет испарения. Затем команда снова увлажнила древесину, «потрясая» ее водой.

«Быстрый процесс водного удара формирует отчетливую частично открытую морщинистую структуру стенки ячеек, которая обеспечивает пространство для сжатия, а также способность выдерживать высокие нагрузки, что позволяет легко складывать и формовать материал», — сказал Ху. «Полученная 3D-формованная древесина в шесть раз прочнее исходной древесины и сопоставима с широко используемыми легкими материалами, такими как алюминиевые сплавы».

Эту «формуемую древесину» можно затем сложить в различные формы, а затем поставить на сушку перед формированием конечного продукта. Замечательная способность обработанной древесины складываться происходит из-за ее морщинистой структуры клеточной стенки, которая может выдерживать сильное складывание без разрушения.

«Формовочная древесина значительно расширяет возможности использования древесины в качестве устойчивого конструкционного материала, снижая при этом воздействие на окружающую среду для зданий и транспортных средств», — сказал Тенг Ли, профессор машиностроения в UMD и соавтор исследования по этой технологии, которое появилось в выпуск журнала Science от 21 октября.

Помимо исследователей UMD, в исследовании участвовали ученые из Йельского университета, Университета штата Огайо, Лесной службы Министерства сельского хозяйства США, Бристольского университета, Университета Северного Техаса, ETH Zurich и Центра инновационных материалов.

Действительно, «этот нестандартный подход к разработке передовых древесных материалов будет стимулировать развитие продуктов из древесины и рыночных инноваций в качестве устойчивого решения для замены многих неустойчивых конструкционных материалов и борьбы с изменением климата», — сказал JY Zhu из лаборатории лесных товаров Министерства сельского хозяйства США. «Это также будет способствовать снижению затрат на прореживание лесов для здорового управления лесами, чтобы уменьшить дикие катастрофические лесные пожары. Мы в Лаборатории лесных продуктов Лесной службы США очень рады сотрудничать с профессором Ху в этом исследовании».

«Исследователи применяют умные средства для преобразования естественных, прямостенных ячеистых структур древесины в волнистые, похожие на гармошку геометрические формы на микромасштабном уровне», — сказал Джон Роджерс, профессор материаловедения и инженерии, биомедицинской инженерии и неврологической хирургии Северо-Западного университета. «В результате получается необычная высокопрочная древесина, которая одновременно гибка и поддается формованию, что открывает новые возможности для этого очень старого вида материалов».

Доктор Ху основал InventWood LLC в 2016 году, чтобы коммерциализировать передовые древесные технологии, изобретенные в его лаборатории, в том числе эту трехмерную формованную древесину. Для получения дополнительной информации посетите: www.inventwood.com.

Larry Adams
Woodworking Network

Похожие записи

Добавить комментарий