В скором времени «самоуплотняющаяся» древесина может составить конкуренцию металлу

Хотя устойчиво выращенная древесина может быть экономичным и экологически чистым строительным материалом, ее относительно низкая прочность на разрыв ограничивает потенциальное применение. Однако это может вскоре измениться благодаря новой технологии самоуплотнения для создания сверхпрочной древесины.

Отдельные древесные волокна в основном состоят из целлюлозы, а также связующего материала, известного как лигнин. Эта смесь образует стенку того, что по сути является длинной полой трубкой — волокном, — которая проходит вдоль большего куска древесины. Полое пространство внутри трубки называется просветом, и именно оно ограничивает прочность древесины.

Недавно группа ученых из Нанкинского университета Китая решила устранить этот недостаток, разработав новый процесс. Результаты их исследования, проведенного под руководством Дафана Хуана и Цзе Ли, опубликованы в марте 2025 года в журнале Journal of Bioresources and Bioproducts.

Процесс начинается с кипячения куска дерева в смеси гидроксида натрия (щелочи) и сульфита натрия, чтобы удалить часть лигнина. Затем древесина погружается в нагретую смесь соли хлорида лития и растворителя (диметилацетамид). Это заставляет целлюлозу и оставшийся лигнин разбухать, расширяясь внутрь и заполняя просвет. На последнем этапе обработанную древесину оставляют сушиться на воздухе при комнатной температуре в течение десяти часов. При этом она равномерно сжимается со всех сторон, но сохраняет первоначальную длину.

Полученный материал, как утверждается, демонстрирует «сверхвысокую прочность» на растяжение, прочность на изгиб и ударную вязкость, — гораздо большую, чем у натуральной древесины. Он также превосходит древесину, сжатую традиционными методами, в которых волокна просто механически сплющиваются в одном направлении.

Авторы исследования подчеркивают, что в отличие от других методов равномерного уплотнения древесины, этот не требует энергоемкого процесса горячего прессования. Ученые выражают надежду на то, что после дальнейшего развития технологии самоуплотняющаяся древесина может быть использована в качестве альтернативы традиционным металлам в строительстве зданий и других потенциальных областях применения.