این تکه چوب، با فلزات گران بها رقابت می کند!
دانشمندان چینی روشی نوین برای متراکم سازی چوب ابداع کرده اند که می تواند آن را به رقیبی قدرتمند برای فلزات تبدیل کند. این فرآیند که بدون نیاز به فشرده سازی پر انرژی انجام می شود، چوب را به ماده ای فوق العاده مستحکم با مقاومت کششی و ضربه ای بالا تبدیل می کند. با توسعه ی این فناوری، چوب خود متراکم شونده می تواند کاربردهای گسترده ای در ساخت و ساز و صنایع دیگر پیدا کند.
چوب که به عنوان یک ماده ساختمانی اقتصادی و سازگار با محیط زیست شناخته می شود، به دلیل استحکام کششی پایین، در بسیاری از کاربردها محدودیت دارد. اما این وضعیت ممکن است به زودی تغییر کند، چرا که یک تکنیک جدید برای خود متراکم سازی چوب می تواند آن را به ماده ای فوق العاده مقاوم تبدیل کند.
چگونه چوب فوق العاده مستحکم ساخته می شود؟
الیاف چوب عمدتاً از سلولز و یک ماده پیوند دهنده به نام لیگنین تشکیل شده اند. این ترکیب دیواره ی لوله ای طویلی را می سازد که در طول بافت چوب امتداد دارد. فضای خالی داخل این لوله، که لومن نامیده می شود، عامل اصلی محدودیت در استحکام چوب است. اکنون تیمی از دانشگاه نانجینگ چین با توسعه ی روشی جدید، این مشکل را برطرف کرده است.
این فرآیند با جوشاندن چوب در محلولی از هیدروکسید سدیم (سود سوزآور) و سولفیت سدیم آغاز می شود که بخشی از لیگنین را از بین می برد. سپس، قطعه ی چوب در مخلوطی گرم از نمک کلرید لیتیوم و یک حلال به نام دی متیل استامید قرار می گیرد. این مرحله باعث متورم شدن سلولز و لیگنین باقی مانده شده و در نتیجه، لومن از داخل پر می شود. در مرحله‌ی نهایی، چوب پردازش شده در دمای اتاق به مدت ۱۰ ساعت خشک می شود. در این حین، چوب به طور یکنواخت از تمامی جهات جمع می شود اما طول اولیه ی خود را حفظ می کند.
چوبی مقاوم تر از فلز
چوب حاصل از این فرآیند دارای استحکام کششی، مقاومت خمشی و سختی ضربه ای بسیار بالا است حتی بسیار قوی تر از چوب طبیعی و چوب های فشرده شده ی سنتی. در روش های متداول، چوب تنها در یک جهت فشرده می شود، اما در روش جدید، متراکم سازی در سراسر ساختار چوب به صورت یکنواخت انجام می شود.
برخلاف دیگر روش های متراکم سازی، این تکنیک نیاز به فشرده سازی داغ و پر مصرف ندارد، که آن را به روشی کم مصرف تر تبدیل می کند. محققان امیدوارند که با توسعه ی بیشتر این فناوری، چوب خود متراکم شونده بتواند جایگزین فلزات سنتی در ساخت و ساز و سایر صنایع شود و تحولی در استفاده از چوب در مهندسی و معماری ایجاد کند.
