리사 Sturm / EyeEm / 게티 이미지
목재는 매우 멋진 재료이지만 더 강한 금속과 같은 다른 재료에 비해 강도와 인성이 부족한 것은 확실합니다. 그러나 엔지니어들이 방법을 찾아낸 메릴랜드 대학교 칼리지 파크의 연구 덕분에 상황이 바뀔 수 있습니다. 나무를 만들다 티타늄 합금보다 10배 이상 강합니다.
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결과는 모두가 좋아하는 나무 기반 소재를 훨씬 더 가벼우면서도 매우 견고한 강철 소재의 대안으로 사용할 수 있음을 의미합니다. 소나무와 발사처럼 빠르게 자라는 침엽수는 현재 더 느리게 자라지만 티크와 같이 밀도가 높은 목재를 필요로 하는 일부 용도를 대체하기 위해 처리될 수도 있습니다.
"우리는 화학적 변형과 열간 압착을 결합하여 완전히 새로운 치밀화 기술을 [개발]했습니다." 후 리앙빙, 연구팀의 리더는 Digital Trends에 말했습니다. “우리가 만든 고밀도 목재는 틈 없이 완전히 붕괴된 세포벽이 서로 얽혀 있는 고밀도 적층 구조를 특징으로 합니다. 대부분의 치밀화된 목재는 잘 정렬된 셀룰로오스 나노섬유로 구성되어 있으며, 이는 인접한 나노섬유 간의 수소 결합 형성을 크게 향상시킵니다. 결과적으로 치밀화된 목재의 기계적 성능은 천연 목재보다 10배 이상 우수합니다.”
Hu라는 화학적 변형은 식물의 중요한 구조 물질을 형성하는 유기 고분자인 리그닌과 식물 세포벽의 구성 요소인 헤미셀룰로오스를 부분적으로 제거하는 것을 의미합니다. 그런 다음 섭씨 100도의 온도로 열간 압착하여 치밀화 기술을 완성했습니다.
새로운 재료를 시험하기 위해 팀은 총알과 같은 발사체에 발사하여 탄력성을 테스트했습니다. 발사체는 천연 목재를 완전히 관통할 수 있었지만, 새로운 강화 목재 재료의 경우 일부만 관통했습니다.
“우리는 [현재] 여러 애플리케이션에 통합할 수 있는 가능성을 조사하고 있습니다. 완전한 성능 매트릭스를 충족시키는 재료”라고 Hu는 다음 단계에 대해 말했습니다. 프로젝트. 이 기술을 포함한 대학의 고급 목재 기술의 상업화를 돕기 위해 "Inventwood"라는 메릴랜드 대학의 스타트업이 설립되었습니다.
"대량 천연 목재를 고성능 구조 재료로 가공"이라는 제목의 연구 논문은 최근 네이처 저널에 게재됨.
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