„Superlemnul”, producție americană de top, a fost lansată pe piață. Este de zece ori mai dur ca oțelul, la nivel celular
Un nou tip de lemn, „superlemnul” a fost creat de o companie americană care, potrivit acesteia, are un raport rezistență-greutate de până la 10 ori mai mare decât oțelul, fiind în același timp de până la șase ori mai ușor.
„Superwood” tocmai a fost lansat ca produs comercial, fiind fabricat de InventWood, o companie cofondată de omul de știință Liangbing Hu.
În urmă cu peste un deceniu, Hu și-a propus să reinventeze unul dintre cele mai vechi materiale de construcție cunoscute de omenire. În timp ce lucra la Centrul pentru Inovare în Materiale al Universității din Maryland, Hu, care este acum profesor la Yale, a găsit modalități inovatoare de a reproiecta lemnul. El a reușit chiar să-l facă transparent prin eliminarea unei părți din unul dintre componentele sale cheie, lignina, care conferă lemnului culoarea și o parte din rezistența sa, arată CNN.
Totuși, adevăratul său obiectiv era să facă lemnul mai rezistent, folosind celuloza, componenta principală a fibrelor vegetale și „cel mai abundent biopolimer de pe planetă”, potrivit lui Hu.
Descoperirea a avut loc în 2017, când Hu a întărit pentru prima dată lemnul obișnuit prin tratarea chimică a acestuia pentru a-i îmbunătăți celuloza naturală, transformându-l într-un material de construcție mai bun.
Lemnul a fost mai întâi fiert într-o baie de apă și substanțe chimice selectate, apoi presat la cald pentru a-l presa la nivel celular, făcându-l semnificativ mai dens. La sfârșitul procesului care a durat o săptămână, lemnul rezultat avea un raport rezistență-greutate „mai mare decât cel al majorității metalelor și aliajelor structurale”, potrivit studiului publicat în revista Nature.
Acum, după ani în care Hu a perfecționat procesul și a depus peste 140 de brevete, Superwood a fost lansat pe piață.
„Din punct de vedere chimic și practic, este lemn”, a explicat Alex Lau, CEO al InventWood, care s-a alăturat companiei în 2021. În clădiri, acest lucru ar permite construirea de structuri de până la patru ori mai ușoare decât cele actuale, a spus Lau, ceea ce înseamnă că ar fi mai rezistente la cutremure, precum și mai ușoare pentru fundații, făcând construcția mai rapidă și mai ușoară.
„Arată exact ca lemnul și, când îl testezi, se comportă ca lemnul”, a adăugat Lau, „cu excepția faptului că este mult mai rezistent și mai bun decât lemnul în aproape toate aspectele pe care le-am testat”.
Lemn vs. oțel
InventWood produce Superwood în fabrica sa din Frederick, Maryland, și, deși timpul de producție se măsoară acum în ore, nu în zile, va fi nevoie de ceva timp pentru a crește producția, a spus Lau.
Inițial, compania intenționează să se concentreze pe aplicații externe, cum ar fi terase și placări, înainte de a trece la aplicații interne, cum ar fi panouri pentru pereți, pardoseli și mobilier pentru casă, undeva în cursul anului viitor.
„Oamenii se plâng mereu că mobilierul se strică în timp, iar asta se întâmplă adesea din cauza faptului că se deformează sau se rupe la îmbinări, care în prezent sunt realizate din metal, deoarece lemnul nu este suficient de rezistent”, a spus Lau. Superwood ar putea fi utilizat pentru a înlocui aceste piese, a spus el, precum și șuruburi, cuie și alte elemente de fixare din metal.
O clădire întreagă ar putea fi construită cu „Superlemn”
În cele din urmă, Lau estimează că o clădire întreagă ar putea fi construită din Superwood, deși acest lucru ar necesita mai multe teste.
La fel ca în experimentul original al lui Hu, lemnul este întărit printr-un proces chimic care modifică structura de bază a celulozei și este comprimat foarte puternic fără a reveni la forma inițială. „În teorie, putem folosi orice tip de material din lemn”, a spus Lau. „În practică, am testat 19 specii diferite de lemn, precum și bambus, și a funcționat în toate cazurile.”
InventWood afirmă că Superwood este de până la 20 de ori mai rezistent decât lemnul obișnuit și de până la 10 ori mai rezistent la lovituri, deoarece structura poroasă naturală a lemnului a fost compactată și întărită. Acest lucru îl face impermeabil la ciuperci și insecte. De asemenea, a obținut cea mai înaltă calificare în testele standard de rezistență la foc.
În prezent, Superwood costă mai mult decât lemnul obișnuit și are, de asemenea, o amprentă de carbon mai mare la fabricare, dar Lau a afirmat că, în comparație cu fabricarea oțelului, emisiile de carbon sunt cu 90% mai mici.
El a adăugat că obiectivul este „nu să fie mai ieftin decât lemnul, ci să fie competitiv cu oțelul” atunci când producția va crește.
Tendința în domeniul lemnului
Alte tipuri de lemn prelucrat există de mult timp ca materiale de construcție, dar InventWood afirmă că acestea sunt pur și simplu bucăți de lemn rearanjate și lipite cu adezivi, și nu lemn modificat la nivel molecular, cum este Superwood.
Construcțiile din lemn au cunoscut o renaștere în ultimii ani, iar lemnul este acum utilizat pentru construirea de zgârie-nori. Orașul Milwaukee — care găzduiește deja cel mai înalt turn din lemn din lume, Ascent MKE, de 87 de metri — a dezvăluit planurile de a construi unul și mai înalt, de 183 de metri.
Lemnul stochează CO2
În prezent, betonul este de departe cel mai utilizat material de construcție de pe Pământ și, chiar dacă producția sa a atins un nivel stabil în ultimii ani, fabricarea betonului generează 7% din emisiile globale de carbon ale lumii.
Philip Oldfield, profesor de arhitectură și director al Școlii de Mediu Construit de la Universitatea din New South Wales, Australia, care nu este implicat în InventWood, a declarat că lemnul are avantaje ecologice față de multe alte materiale de construcție, deoarece procesele sale de producție sunt mai puțin intensive decât cele ale oțelului și betonului, iar lemnul stochează CO2 în biomasa sa lemnoasă prin fotosinteză. „Produsele din lemn pot fi considerate un sistem de stocare a carbonului pe termen lung, iar construcțiile din lemn ar putea permite orașelor noastre să „blocheze” emisiile de carbon în clădiri pentru perioade lungi de timp”, a adăugat el.
Cu toate acestea, el subliniază că produsele existente din lemn ingineresc concurează deja cu oțelul și betonul. „Bariera pentru mai multe clădiri din lemn nu este neapărat nevoia de mai multă rezistență”, a explicat el, „ci faptul că industria construcțiilor este reticentă la riscuri și lentă la schimbare”.
Pentru a vedea mai mult lemn în clădiri, a susținut el, avem nevoie de o educație mai bună, proiecte pilot și cadre de reglementare îmbunătățite: „Dar produsele din lemn mai rezistente, precum acest Superwood, ar putea permite arhitecților să creeze structuri mai mari și finisaje mai durabile cu lemn, ceea ce ar fi cu siguranță benefic și ar putea favoriza o utilizare mai mare a lemnului.”
