Технологии

Китайцы изобрели не горящую древесину 

0 122
Shape 15 Created with Avocode.
Китайцы изобрели не горящую древесину 

Китайцы изобрели не горящую древесину 

Дерево ценится высоко, т.к. это отличный материал для строительства и декорирования. Но его применение связано с негативными моментами, начиная от цены и экологического вреда в результате леса вырубки и заканчивая рисками возникновения пожара. Однако китайцам удалось создать уникальный образец.


Синтетическое сырье по внешнему виду и под микроскопом схоже с волокнами натуральной древесины, в частности по таким свойствам, как прочность, теплоизоляция и др. Но самое главное качество – это устойчивость к повышенным температурам и кислотам. По мнению одного известного издательства, за разработку искусственной древесины отвечает группа работников Хэфэйской нац лаборатории, которая работает в направлении физики. 

Ключевым материалом выступает искусственный полимер, кристаллизирующийся на полимерной матрице. Он в связке остальными элементами образует структуру наподобие настоящей древесины. 

По какой схеме производят дереву на полимерной основе

Учеными использовалась резольная и меламиноформальдегидная смола с ароматическими смесями, причем 30 % из них есть в лиственных, хвойных породах. Нужно отметить, что благодаря дополнительным составляющим можно изменять окраску и прочие свойства синтезированного сырья. При создании искусственного дерева учёные опускали вышеуказанные смолы в раствор с добавлением воды, хитозана, а также уксусной кислоты.

Как выглядит структура полимера синтетического дерева

После чего исследователи перенесли всё в медную ёмкость, содержащую азот в жидком виде. Благодаря этому вещества выстроили матрицу из удлиненных каналов. Потом ученые осуществили вакуумное осушение и подождали, пока материал затвердеет при 200-й градусной температуре. При застывании полимеры образуют матрицу из удлиненных каналов набодобие лигниновой матрицы настоящего дерева. Получившееся в результате экспериментов сырье оказалось устойчивым к огню, едкой кислоте и давлению в 45 Мпа. Вдобавок к этому, вода не разрушила структуру новейшего полимерного материала, а всего лишь слегка понизила механические показатели.

Какими свойствами обладает новая древесина

По итогам опытов, в которых использовался сканирующий электронный микроскоп, стало ясно: синтезированное в лабораторных условиях сырье схоже по структуре с настоящей древесиной. Стенки матрицы в толщину оказались равны 3-5 микрометров, а трубки в ширину составляют пару десятков микрометров. В результате экспериментов стало понятно: на данные параметры влияет концентрация полимера в начальной жидкости, скорость остывания, а также температура отверждения сырья. Помимо “чистого” дерева, учёным также удалось воссоздать композиты с добавкой прочих материалов (графеновый оксид, кремниевый оксид и карбид).

Исследователи решили протестировать в лабораторных условиях свойства искусственной породы, чтобы сравнить с натуральной. Анализ некоторых из составов показал, что прочностный предел на давление равняется 45 Мпа (точно как у некоторых разновидностей натурального дерева). При этом модуль упругости данного сырья равен до 700 Мпа, а это приблизительно на порядок ниже подобных показателей древесины. Еще во время опытов оказалось, что при нахождении полимерного сырья в воде либо серной кислоте в течение 1 месяца снижает его механические свойства. Однако не в такой степени, как у бальзового дерева, которое подвергалось аналогичному опыту. Еще наблюдения продемонстрировали: искусственный полимер имеет сравнительную теплопроводность, однако является куда более огнеустойчивым.

Учёные продолжают работать в ином направлении с целью разработки способов создания куда более технологичных материалов на базе натурального дерева. К примеру, в начале 2018 года исследователи из США обосновали методику увеличения прочностных показателей древесины в 11,5 р. путем прессовки и варки в щёлочи. Иные исследователи пересобрали целлюлозные волокна в образец, превосходящий по свойствам прочности все известные в мире биополимерные материалы, включая паучий шёлк и большинство сплавов.



Записи в журнале

Акции и промо-коды от магазинов электроники, а тажке новости науки и технологий.