Шведские ученые из Королевского технологического института (KTH) при помощи древесины создали самый прочный материал биологического происхождения.
Предметом исследования ученых были целлюлозные нанофибриллы (CNF) – волокна, формирующие на микроуровне каркас древесины. Эти волокна обеспечивают прочность и устойчивость древесины к нагрузкам. Ученые решили придать нанофибриллам форму, которая сделала бы древесину в восемь раз плотнее. Для этого ее подвергли суспендированию в каналах шириной 1 мм, в которых протекала деионизированная вода с низким уровнем pH. Поток жидкости вымывал мягкие фракции и помогал нановолокнам выстраиваться в едином направлении, из-за чего они формировали плотные пучки. После окончательной сушки получилась нанодревесина, которая в восемь раз плотнее, чем исходное сырье.
В тестах новый материал показал устойчивость на растяжение в 86 ГПа и прочность на разрыв в 1,57 ГПа. Исследователи значительно улучшили коэффициенты прочности отдельных волокон. «Созданные наноцеллюлозные волокна в восемь раз более устойчивые и имеют прочность выше, чем у паутины паука, которую обычно считают самым прочным биоматериалом, – рассказывает исследователь KTH Дэниэл Содерберг. – Удельная прочность нового материала превосходит удельную прочность металлов, сплавов, керамики и E-стекловолокна». По словам ученых, новый материал можно использовать для создания сверхпрочной мебели, самолетов, автомобилей, зданий и проч.
Комментарии