Ученые из американского Национального института стандартов и технологий (NIST) объединили древесную массу и морских оболочников, экзотических беспозвоночных, и получили новый композитный материал, который обладает высокой гибкостью и устойчивостью.
Новый материал нетоксичен и отражает ультрафиолетовый свет. Как утверждают исследователи, разработка может использоваться в строительстве, для производства упаковки пищевых продуктов, биомедицинских устройств, автомобилей и лодок.
Сначала из древесины при помощи кислоты удаляют лигнин (изолирующий материал), который затем создает молочный раствор. После высыхания этого раствора образуется новый материал со структурой Булигана, в которой молекулы складываются в скрученные и спиральные формы. Эти структуры устойчивы к растрескиванию. Однако они были неспособны удерживать большой вес. Команда исследователей предположила, что объединение коротких древесных наноцеллюлозных стержней с другим природным материалом, у которого кристаллические стержни более длинные, позволит создать более гибкий и прочный материал, который можно было бы использовать для создания пленок, замедляющих диффузию воды и кислорода. В качестве второго природного материала было решено использовать оболочников, внутренние структуры которых состоят из длинной высококристаллической наноцеллюлозы.
«Если добавить небольшой оболочник в композит из древесной целлюлозы, он сделает его немного более прочным и одновременно более гибким, – говорит исследователь американского Национального института стандартов и технологий Бхарат Натараджан. – Добавьте 10% оболочников, и он станет прочнее. Если же смесь будет состоять из 30% оболочников и 70% древесины, то полученный композит будет в 15–20 раз прочнее. Однако большей прочности вы не достигните».
Комментарии