Японія представила рішення, здатне змінити уявлення про міцність, екологічність і майбутнє архітектурних споруд. Вчені з Кіотського університету представили вирощену в лабораторії деревину – матеріал, який міцніший за сталь на одиницю ваги і в п’ять разів легший. Ця інновація вже розглядається як потенційна заміна металів і бетону в будівлях, мостах, транспорті і навіть космічних проектах – повідомляє BuildingTech
● В основі матеріалу лежать нановолокна целюлози (CNF) – надтонкі волокна, що видобуваються з рослинної біомаси, такої як солома, тирса та сільськогосподарські відходи. Ці волокна нанообробляються, вирівнюються та ущільнюються, а потім з’єднуються між собою за допомогою природної смоли на основі лігніну під високим тиском. В результаті виходить монолітний блок зі штучного дерева, який майже не містить пір, має високу щільність, термостійкість і вологозахист.
● Важливо розуміти: це не фанера, що не композит і не ДСП. Новий матеріал ближче до біологічного вуглецевого волокна – він має однорідну, надщільну структуру, стійку до деформацій, різких перепадів температур і механічних навантажень.
Експериментальні зразки показали міцність на розрив, що перевищує характеристики м’якої сталі, при цьому вага матеріалу на 80% менше. Таке поєднання параметрів робить вирощену деревину ідеальною для конструкцій, де кожна тонна навантаження є критичною, від багатоповерхівок до авіації та супутників.
● Додатковою перевагою є висока оброблюваність: матеріал можна пиляти, фрезерувати, свердлити, різати лазером і навіть друкувати на 3D-принтері. При цьому структура залишається міцною, не розшаровується і не втрачає своїх механічних якостей.
● Першим полігоном для випробування нової деревини стали японські архітектурні бюро і дослідницькі лабораторії. Розробляються сейсмостійкі будівлі з несучими елементами з CNF-дерева, легкими пішохідними мостами та вуглецево-негативними модулями для житлової забудови. Завдяки високому демпфіруванню вібрацій матеріал знижує резонансні коливання під час землетрусів і гасить акустичний шум, що особливо важливо в густонаселених містах.
● В автомобілебудуванні матеріал пройшов випробування в елементах двигуна, наприклад, корпорацією Yamaha: кришки моторного відсіку CNF показали зниження ваги на 25% при підвищенні термічної стійкості. Це призвело до економії палива на 10-11% та значного скорочення викидів CO₂.
Але наймасштабніше застосування – у космосі. У співпраці з Sumitomo Forestry, Кіотським університетом і японським космічним агентством JAXA створили перший у світі дерев’яний супутник LignoSat. Він здатний згоряти в атмосфері, не залишаючи металевого сміття, що може вирішити проблему космічного сміття.
● На відміну від металів і пластмас, вирощена в лабораторії деревина виготовляється з відходів сільського господарства і не вимагає видобутку руди або використання хімічно небезпечних смол. Більш того, вуглекислий газ поглинається в процесі його створення, на відміну від сталі, виробництво якої супроводжується колосальними викидами парникових газів. Кожен кілограм такої деревини – це внесок у вуглецево-негативну економіку.
● Матеріал піддається біологічному розкладанню, не виділяє токсичних сполук при розкладанні, може бути перероблений або утилізований без шкоди для природи. З точки зору сталого розвитку, це один з найбільш «чистих» конструкційних матеріалів, коли-небудь створених людиною.
● Уряд Японії вже розробив багатомільярдну програму, спрямовану на заміну сталі та бетону в державній інфраструктурі. У найближчі роки планується використовувати деревину КНФ при будівництві залізничних систем, монорейкових доріг, пішохідних мостів і модульного житла. Інфраструктура стане не тільки легше і тихіше, але і в рази екологічніше, стійкою до зносу і вібрацій.
Приєднуйтесь до нас
