Επιστήμονες δημιούργησαν υπερ-ξύλο, 10 φορές ισχυρότερο από ατσάλι

Μια αμερικανική εταιρεία ισχυρίζεται ότι κατάφερε να ανασχεδιάσει ριζικά ένα από τα πιο αρχέγονα υλικά της ανθρωπότητας. Παρουσιάζει ένα νέο είδος ξύλου, το οποίο -όπως λέει- διαθέτει έως και 10 φορές υψηλότερο λόγο αντοχής προς βάρος σε σχέση με τον χάλυβα, ενώ παραμένει έξι φορές ελαφρύτερο.

Το υλικό φέρει την ονομασία «Superwood», και μόλις έκανε την εμφάνισή του στην αγορά, ως προϊόν της InventWood, μιας εταιρείας που συνίδρυσε ο επιστήμονας υλικών Liangbing Hu.

Περισσότερο από δέκα χρόνια πριν, ο Hu ξεκίνησε κάτι σαν προσωπική αποστολή: να επαναπροσδιορίσει το ξύλο. Εργαζόμενος τότε στο Center for Materials Innovation του Πανεπιστημίου του Μέριλαντ, βρήκε απροσδόκητους τρόπους να «πειράξει» τη δομή του. Έφτασε μάλιστα στο σημείο να το καταστήσει διάφανο, αφαιρώντας με χημική διαδικασία μέρος της λιγνίνης, του συστατικού που προσδίδει στο ξύλο το χρώμα και ένα μέρος της αντοχής του.

Πίσω από όλα αυτά, όμως, υπήρχε ένας πιο φιλόδοξος στόχος: να κάνει το ξύλο δυνατότερο από ό,τι το γνωρίζουμε, αξιοποιώντας τη κυτταρίνη, την κύρια δομή των φυτικών ινών και, όπως λέει ο ίδιος, «το πιο άφθονο βιοπολυμερές στον πλανήτη».

Η χημική μετάλλαξη του υλικού

Το 2017 σημειώθηκε η πραγματική τομή. Ο Hu, με μια σειρά χημικών επεξεργασιών που ενίσχυσαν τη φυσική κυτταρίνη, κατάφερε να μετατρέψει απλό ξύλο σε υλικό με αντοχές που θυμίζουν βιομηχανικό μέταλλο.

Όπως γράφει το CNN, το ξύλο βράστηκε αρχικά σε νερό και επιλεγμένα χημικά, στη συνέχεια πιέστηκε σε υψηλή θερμοκρασία μέχρι να καταρρεύσει η κυτταρική του δομή. Μέσα σε μια διαδικασία μίας εβδομάδας, το υλικό απέκτησε αντοχή προς βάρος υψηλότερο από αυτό των περισσότερων μεταλλικών κραμάτων, όπως καταγράφεται στη δημοσίευση στο περιοδικό Nature.

Μετά από χρόνια βελτιώσεων και πάνω από 140 πατέντες, το Superwood έκανε εμπορική πρεμιέρα.

«Χημικά και πρακτικά, είναι ξύλο», δηλώνει ο CEO της InventWood, Alex Lau, ο οποίος ανέλαβε το 2021. Αυτό σημαίνει ότι, σε οικοδομικές εφαρμογές, τα κτίρια θα μπορούσαν να γίνουν έως και τέσσερις φορές ελαφρύτερα, πιο ανθεκτικά σε σεισμούς και ευκολότερα στην κατασκευή, καθώς οι καταπονήσεις στα θεμέλια θα μειώνονταν δραστικά.

«Δείχνει σαν ξύλο, το πιάνεις και μοιάζει με ξύλο», λέει. «Μέχρι να το μετρήσεις. Εκεί αλλάζει ολόκληρη η αφήγηση».

Πιο δυνατό από χάλυβα;

Η παραγωγή γίνεται στο εργοστάσιο της εταιρείας στο Μέριλαντ. Ο χρόνος κατασκευής έχει πέσει από ημέρες σε ώρες, αν και όπως λέει ο Lau, η μαζικοποίηση θα χρειαστεί χρόνο.

Το πρώτο βήμα είναι εξωτερικές εφαρμογές: επενδύσεις, decks, προσόψεις κτιρίων. Αργότερα, θα περάσουν σε εσωτερικά στοιχεία, όπως πατώματα, επενδύσεις τοίχων, ακόμη και έπιπλα.

Ο Lau δίνει κι ένα παράδειγμα: «Τα έπιπλα καταρρέουν κυρίως στις μεταλλικές τους ενώσεις. Αν το Superwood μπορεί να αντικαταστήσει τα μεταλλικά στοιχεία, τότε η διάρκεια ζωής τους εκτοξεύεται».

Στόχος είναι να αντικατασταθούν όχι μόνο δοκοί, αλλά βίδες, καρφιά και συνδετικά μέρη.

Η εταιρεία υποστηρίζει ότι το Superwood είναι έως 20 φορές πιο ανθεκτικό από το κανονικό ξύλο και 10 φορές πιο ανθεκτικό σε χτυπήματα και βαθουλώματα, επειδή η πορώδης εσωτερική του δομή έχει συμπιεστεί και ενισχυθεί.

Μύκητες, έντομα, φωτιά; Αδιαπέραστο, λέει η εταιρεία. Στις δοκιμές πυραντίστασης, πιάνει τη μέγιστη βαθμολογία.

Κοστίζει σήμερα περισσότερο από το κοινό ξύλο και έχει μεγαλύτερο αποτύπωμα άνθρακα στην παραγωγή, αλλά σε σύγκριση με τον χάλυβα, οι εκπομπές CO₂ (διοξειδίου του άνθρακα) είναι 90% χαμηλότερες.

«Δεν θέλουμε να είμαστε φθηνότεροι από το ξύλο. Θέλουμε να είμαστε ανταγωνιστικοί με τον χάλυβα», δήλωσε στο CNN ο Lau.

Ένα υλικό από το παρελθόν που ίσως καθορίσει το μέλλον

Η InventWood ξεκαθαρίζει ότι άλλα τεχνητά ξύλα της αγοράς δεν έχουν σχέση με αυτό. Εκείνα είναι κομμάτια ξύλου κολλημένα με ρητίνες. Εδώ, έχουμε μοριακή αναδόμηση.

Την ίδια στιγμή, η παγκόσμια αρχιτεκτονική τάση επιστρέφει στο ξύλο, ακόμα και για ουρανοξυστές.

Στο Μιλγουόκι, έχουν ήδη ανεγείρει τον υψηλότερο ξύλινο πύργο στον κόσμο,87 μέτρων και σχεδιάζουν νέο, στα 183 μέτρα.

Ο Philip Oldfield, καθηγητής αρχιτεκτονικής στην Αυστραλία, το θέτει καθαρά: «Το ζήτημα δεν είναι να γίνει το ξύλο πιο δυνατό. Είναι να πειστεί η βιομηχανία να αλλάξει. Και η βιομηχανία δεν αλλάζει εύκολα».