นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบวิธีทำให้ไม้แข็งแรงกว่าเหล็ก

รูปภาพของลิซ่า Sturm / EyeEm / Getty

ไม้เป็นวัสดุที่ค่อนข้างดี แต่ขาดความแข็งแกร่งและความทนทานของวัสดุอื่นๆ เช่น โลหะที่แข็งแกร่งอย่างแน่นอน อย่างไรก็ตาม นั่นอาจเปลี่ยนแปลงได้ ต้องขอบคุณการวิจัยที่มาจากมหาวิทยาลัยแมรีแลนด์ คอลเลจพาร์ค ซึ่งวิศวกรได้ค้นพบหนทางแล้ว เพื่อทำไม้ แข็งแกร่งกว่าโลหะผสมไทเทเนียมมากกว่า 10 เท่า

ผลลัพธ์ที่ได้หมายความว่าวัสดุที่ทำจากต้นไม้ที่ทุกคนชื่นชอบสามารถนำมาใช้เป็นทางเลือกแทนเหล็กที่มีความเหนียวเป็นพิเศษ ในขณะที่ยังคงเบากว่าอย่างเห็นได้ชัด ไม้เนื้ออ่อนที่เติบโตเร็วกว่า เช่น ไม้สนและไม้บัลซาสามารถนำไปใช้แทนการใช้งานบางอย่างซึ่งปัจจุบันต้องการไม้ที่เติบโตช้ากว่าแต่มีความหนาแน่นมากกว่า เช่น ไม้สัก

“เรา [พัฒนา] เทคนิคการทำให้หนาแน่นขึ้นใหม่โดยผสมผสานการดัดแปลงทางเคมีและการอัดร้อน” เหลียงปิง หูหัวหน้าทีมวิจัยกล่าวกับ Digital Trends “ไม้ที่มีความหนาแน่นสูงของเรานั้นมีโครงสร้างที่มีความหนาแน่นสูงและเคลือบด้วยผนังเซลล์ที่พันกันซึ่งจะพังทลายลงโดยไม่มีช่องว่าง ไม้ที่มีความหนาแน่นส่วนใหญ่ประกอบด้วยเส้นใยนาโนเซลลูโลสที่เรียงตัวกันเป็นอย่างดี ซึ่งช่วยเพิ่มการสร้างพันธะไฮโดรเจนระหว่างเส้นใยนาโนที่อยู่ใกล้เคียงได้อย่างมาก ประสิทธิภาพเชิงกลของไม้ที่มีความหนาแน่นนั้นดีกว่าไม้ธรรมชาติมากกว่าหนึ่งลำดับความสำคัญ”

การดัดแปลงทางเคมี Hu หมายถึงการกำจัดลิกนินซึ่งเป็นโพลีเมอร์อินทรีย์ที่สร้างวัสดุโครงสร้างที่สำคัญในพืชออกไปบางส่วน และเฮมิเซลลูโลสซึ่งเป็นส่วนประกอบในผนังเซลล์ของพืช จากนั้นจึงเสร็จสิ้นเทคนิคการทำให้แน่นโดยการกดร้อนที่อุณหภูมิ 100 องศาเซลเซียส

เพื่อนำวัสดุชนิดใหม่นี้ไปใช้ ทีมงานได้ทดสอบความยืดหยุ่นของมันต่อกระสุนที่มีลักษณะคล้ายกระสุนด้วยการยิงไปที่มัน ในขณะที่กระสุนปืนสามารถเจาะไม้ธรรมชาติได้อย่างสมบูรณ์ ในกรณีของวัสดุไม้เสริมแรงใหม่ มันจะทะลุผ่านได้เพียงบางส่วนเท่านั้น

“เรากำลังตรวจสอบศักยภาพในการบูรณาการเข้ากับแอพพลิเคชั่นต่างๆ ที่ต้องการ วัสดุเพื่อให้ตรงตามเมทริกซ์ประสิทธิภาพที่สมบูรณ์” Hu กล่าวเกี่ยวกับขั้นตอนต่อไปของ โครงการ. สตาร์ทอัพของมหาวิทยาลัยแมริแลนด์ชื่อ "Inventwood" ได้รับการสร้างขึ้นเพื่อช่วยในเชิงพาณิชย์เทคโนโลยีไม้ขั้นสูงของมหาวิทยาลัย ซึ่งรวมถึงเทคโนโลยีนี้ด้วย

มีรายงานการวิจัยเกี่ยวกับงานนี้ชื่อ "การแปรรูปไม้ธรรมชาติจำนวนมากให้เป็นวัสดุโครงสร้างที่มีประสิทธิภาพสูง" เพิ่งตีพิมพ์ในวารสาร Nature.

คำแนะนำของบรรณาธิการ

• นักวิทยาศาสตร์ค้นพบวิธีเปลี่ยนก๊าซพิษจากท่อระบายน้ำให้เป็นเชื้อเพลิงไฮโดรเจน
• อย่าเพิ่งละทิ้งอาหารของคุณ แต่นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบว่า CRISPR สามารถเผาผลาญไขมันได้อย่างไร
• นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบวิธีการใช้งานอันชาญฉลาดแบบใหม่สำหรับนักปั่นอยู่ไม่สุข
• จำดาวหางเอเลี่ยนนั่นได้ไหม? นักวิทยาศาสตร์ค้นพบว่ามันทำมาจากอะไร
• นักวิทยาศาสตร์อาจค้นพบวิธีที่จะทำให้เบียร์ในอนาคตยิ่งใหญ่ยิ่งขึ้น

อัพเกรดไลฟ์สไตล์ของคุณDigital Trends ช่วยให้ผู้อ่านติดตามโลกแห่งเทคโนโลยีที่เปลี่ยนแปลงไปอย่างรวดเร็วด้วยข่าวสารล่าสุด รีวิวผลิตภัณฑ์สนุกๆ บทบรรณาธิการที่เจาะลึก และการแอบดูที่ไม่ซ้ำใคร