Lisa Sturm / EyeEm / Getty Images
Le bois est un matériau assez impressionnant, mais il lui manque certainement la résistance et la ténacité d’autres matériaux tels que les métaux plus résistants. Cela pourrait cependant changer grâce aux recherches menées à l'Université du Maryland, College Park, où les ingénieurs ont trouvé un moyen faire du bois plus de 10 fois plus résistant que les alliages de titane.
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Les résultats signifient que le matériau à base d’arbre préféré de tous pourrait être utilisé comme alternative à l’acier ultra-résistant tout en restant nettement plus léger. Les bois résineux à croissance plus rapide comme le pin et le balsa pourraient également être traités pour remplacer certaines des applications qui nécessitent actuellement des bois à croissance plus lente mais plus denses comme le teck.
"Nous avons [développé] une toute nouvelle technique de densification en combinant modification chimique et pressage à chaud",
Liangbing Hu, le chef de l'équipe de recherche, a déclaré à Digital Trends. « Le bois densifié qui en résulte présente une structure laminée très dense avec des parois cellulaires entrelacées qui sont entièrement effondrées sans espaces. La majeure partie du bois densifié est constituée de nanofibres de cellulose bien alignées, qui améliorent considérablement la formation de liaisons hydrogène entre les nanofibres voisines. Les performances mécaniques du bois densifié obtenu sont supérieures de plus d’un ordre de grandeur à celles du bois naturel.La modification chimique à laquelle Hu fait référence implique l’élimination partielle de la lignine, le polymère organique qui forme un matériau structurel important dans les plantes, et de l’hémicellulose, un composant des parois cellulaires végétales. La technique de densification a ensuite été complétée par un pressage à chaud à une température de 100 degrés Celsius.
Pour mettre le nouveau matériau à l’épreuve, l’équipe a testé sa résilience aux projectiles semblables à des balles en tirant dessus. Alors que le projectile était capable de percer complètement le bois naturel, dans le cas du nouveau matériau en bois renforcé, il n'a pénétré que partiellement.
« Nous étudions [actuellement] ses intégrations potentielles dans plusieurs applications, ce qui nécessite le matériau pour répondre à la matrice de performance complète », a déclaré Hu, concernant la prochaine étape du projet. Une startup de l’Université du Maryland appelée « Inventwood » a été créée pour aider à commercialiser les technologies avancées du bois de l’université, y compris celle-ci.
Un document de recherche sur le travail, intitulé « Transformation du bois naturel en vrac en un matériau structurel haute performance », a été publié. récemment publié dans la revue Nature.
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