Forskare har funnit ett sätt att göra starkt trä ännu starkare att flytta de ihåliga rören som går genom dess cellulosa struktur och beläggning väg för timmer att ersätta metaller i fler konstruktionsapplikationer och potentiellt i flygplan och bilar. Känd som "Lumen", forskare från Kinas Nanjing University hävdar att rören fram till nu har begränsat Woods naturliga styrka, som är grundorsaken till dess låga draghållfasthet relativt metall- och legeringsekvivalenter.
Publicerad i TheJournal of Bioresources and Bioproducts, forskarna har uppfunnit en ny kemisk metod för att göra trämens genom att fylla dessa rör enhetligt. På detta sätt behandlats träet "Ultrahög tensilstyrka (496,1 MPa), böjhållfasthet (392,7 MPa) och påverkar seghet (75,2 kJ/kvm), som överträffar de för komprimerat tätt trä och traditionella metallmaterial som aluminiumlegeringar".
Denna process med "självdensifiering" orsakas av att koka träet i en blandning av kaustisk soda och natriumsulfit för att avlägsna en del av dess lignin. Den blötläggs sedan i en blandning av litiumklorid och ett lösningsmedel som kallas dimetylacetamid, vilket får cellulosa och lignin att svälla och eliminera lumenrören innan de lämnas för att torka och krympa.
Detta diagram illustrerar skillnaderna mellan det självdensifierade träet (över höger) och traditionellt komprimerat trä (längst ner till vänster). National Laboratory of Solid State Microstructures & Jiangsu Key Laboratory of Artificial Function Materials & Department of Materials Science and Engineering, College of Engineering and Applied Sciences, Nanjing University, Nanjing 210093, China, yfchen@nju.edu.cn}
Led by Dafang Huang from Nanjing's Department of Material Science and Engineering, the technique's main attraction is that it causes "uniform shrinkage," which is far superior to the "hot pressing" method, which can only mechanically compress wood on a single axis: "This uniform shrinkage leads to an order-of-magnitude enhancement in the overall mechanical performance of the wood, presenting a significant advantage over compressed densified wood," Huang said, adding that Superstarkt trä har "stor potential för applicering som ett hållbart tekniskt material och ersätter traditionella strukturella material som metaller och legeringar."
Forskare hemlighet för att göra obehandlat trä lika starkt som aluminium!
Förra året rapporterade Wood Central att forskare i Maryland, i USA, har skapat en ny typ av poppelved som är lika stark som kemiskt behandlat trä och i nivå med aluminium för styrka. De åstadkom detta genom att använda basredigering för att påverka en nyckelgen i poplarträd som hanterar ligninproduktion, vilket minskade mängden lignin i poppelträd med cirka 13%.
"Vanligtvis, när du konstruerar trä för att vara starkare och mer hållbar, gör du det genom att kemiskt minska mängden lignin i träet," sade professor Yiping Qi, en av ledare i studien. "Processen är energikrävande och involverar användning av en mängd kemikalier som kan skada miljön."
