O companie americană a dezvoltat un nou tip de lemn despre care susține că are un raport rezistență-greutate de până la zece ori mai mare decât al oțelului, fiind în același timp de până la șase ori mai ușor, scrie CNN.
Materialul, numit „Superwood”, a fost lansat recent ca produs comercial de către compania InventWood, cofondată de omul de știință în domeniul materialelor Liangbing Hu.
În urmă cu mai bine de 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 Inovarea Materialelor al Universității din Maryland, cercetătorul - astăzi profesor la Yale - a găsit modalități inovatoare de a reproiecta structura lemnului. La un moment dat, a reușit chiar să-l facă transparent, prin îndepărtarea ligninei, substanța care îi dă culoarea și o parte din rezistență.
Scopul său real însă a fost să creeze un lemn mai puternic, folosind celuloza, componenta principală a fibrelor vegetale și, potrivit lui Hu, „cel mai abundent biopolimer de pe planetă”.
Descoperirea-cheie a venit în 2017, când Hu a reușit pentru prima dată să întărească lemnul obișnuit printr-un tratament chimic menit să amplifice rezistența naturală a celulozei, transformându-l într-un material de construcție superior.
Procesul presupunea fierberea lemnului într-o soluție specială de apă și substanțe chimice, urmată de presarea la cald pentru a-i colapsa structura celulară, făcându-l mult mai dens. După o săptămână de tratament, lemnul rezultat avea un raport rezistență-greutate „mai mare decât al majorității metalelor și aliajelor structurale”, potrivit studiului publicat în revista Nature.
După ani de perfecționare și peste 140 de brevete depuse, Superwood este acum disponibil comercial.
„Din punct de vedere chimic și practic, este tot lemn”, a explicat Alex Lau, directorul executiv al InventWood, care s-a alăturat companiei în 2021. În construcții, folosirea acestui material ar putea permite realizarea unor structuri de până la patru ori mai ușoare decât cele actuale, ceea ce le-ar face mai rezistente la cutremure și ar reduce presiunea asupra fundațiilor, accelerând procesul de construire.
„Arată ca lemnul, se comportă ca lemnul la testare”, a adăugat Lau, „dar este mult mai puternic și mai performant în aproape toate privințele testate”.
Rival pentru oțel?
InventWood produce Superwood în fabrica sa din Frederick, Maryland. Deși timpul de producție a fost redus de la zile la câteva ore, Lau spune că va mai dura până la extinderea capacității industriale.
În prima fază, compania vizează aplicații exterioare, precum terase sau fațade, urmând ca anul viitor să treacă la utilizări interioare, precum panouri de perete, pardoseli și mobilier.
„Oamenii se plâng adesea că mobilierul se strică în timp, mai ales la îmbinări, unde sunt folosite piese metalice pentru că lemnul nu e suficient de rezistent”, a explicat Lau. „Superwood ar putea înlocui aceste componente, inclusiv șuruburi, cuie și alte elemente metalice”.
Pe termen lung, compania crede că întregi clădiri ar putea fi construite din Superwood, deși acest lucru necesită testări suplimentare.
Procesul de întărire modifică structura de bază a celulozei, lemnul fiind apoi comprimat extrem de dens, fără să-și recapete volumul. „Teoretic, putem folosi orice tip de lemn”, spune Lau. „În practică, am testat 19 specii diferite, inclusiv bambus, și a funcționat în toate cazurile”.
De 20 de ori mai rezistent decât lemnul obișnuit
InventWood susține că Superwood este de până la 20 de ori mai rezistent decât lemnul obișnuit și de zece ori mai durabil la lovituri sau zgârieturi, deoarece structura sa poroasă a fost compactată și întărită. În plus, este imun la ciuperci și insecte și obține cele mai înalte calificative la testele de rezistență la foc.
Deși costă mai mult decât lemnul convențional și are momentan o amprentă de carbon mai ridicată în producție, Lau afirmă că emisiile rezultate sunt cu 90% mai mici decât în fabricarea oțelului. Ținta companiei este „nu să fie mai ieftin decât lemnul, ci competitiv cu oțelul, pe măsură ce producția se extinde”.
Alte tipuri de lemn tehnologic au existat de multă vreme, însă InventWood subliniază că acestea sunt, în esență, plăci compozite lipite între ele, nu lemn modificat la nivel molecular, cum este Superwood.
În ultimii ani, construcțiile din lemn au revenit în atenție, iar materialul este folosit chiar și pentru zgârie-nori. Orașul Milwaukee, care găzduiește deja cel mai înalt turn din lemn din lume - Ascent MKE (87 metri) - plănuiește acum o clădire și mai înaltă, de 183 metri.
În prezent, betonul rămâne cel mai utilizat material de construcție la nivel global, însă producția sa generează aproximativ 7% din totalul emisiilor de carbon din lume.
Potrivit profesorului Philip Oldfield, specialist în arhitectură la Universitatea din New South Wales, lemnul are avantaje ecologice clare: procesul de producție este mai puțin poluant decât cel al oțelului sau betonului, iar lemnul stochează dioxid de carbon în biomasa sa prin fotosinteză. „Produsele din lemn pot fi considerate un sistem de stocare pe termen lung al carbonului, iar utilizarea lor în construcții ar putea ‘bloca’ aceste emisii în clădiri pentru perioade îndelungate”, a explicat el.
Totuși, profesorul precizează că produsele din lemn stratificat concurează deja cu oțelul și betonul. „Problema nu este neapărat lipsa de rezistență, ci faptul că industria construcțiilor este reticentă la schimbare și aversă la risc”.
Pentru a vedea mai multe clădiri din lemn, spune Oldfield, este nevoie de educație, proiecte pilot și reglementări mai flexibile. „Însă materiale mai rezistente, precum Superwood, ar putea permite arhitecților să realizeze structuri mai mari și finisaje mai durabile, stimulând adoptarea pe scară mai largă a lemnului în construcții”.
Ştiri video recomandate
