Biotekućina savija drvo kao tanki savitljivi metal

Drvo je izvrstan građevinski materijal. Izdržljivo je, čvrsto, lagano, izolira i jedan je od najodrživijih materijala koje možete zamisliti. Ali ima jedno veliko ograničenje. Ne savija se tako lako kao, recimo, plastika ili metal. Danas postoje dva glavna načina za zakrivljenje drva, ali oba imaju značajne nedostatke.

Istraživačka jedinica za pametne materijale, kojom koordinira Athanassia Athanassiou, zamjenica znanstvenog direktora Talijanskog tehnološkog instituta (IIT) u Genovi (Italija), razvila je novu metodu za kontroliranu izradu fleksibilnog drva.

Za razliku od trenutnih pristupa, koji su energetski intenzivniji ili manje održivi, ​​IIT-ov tretman mogao bi ponuditi zelenu alternativu. Predložena tehnologija pokazuje obećanje za niz sektora koji zahtijevaju zakrivljeno drvo, uključujući namještaj, dizajn interijera, izradu glazbenih instrumenata i igračaka.

Tijekom vremena razvijen je niz metoda obrade, koje se općenito svrstavaju u dvije glavne kategorije. Prva uključuje energetski intenzivne tehnike koje mogu promijeniti mehanička svojstva drva i učiniti ga manje izdržljivim. Druga, koja se obično koristi za proizvodnju šperploče i laminiranog drva, oslanja se na ljepila dobivena iz petrokemijske industrije. Osim što zagađuju, ova ljepila ugrožavaju odlaganje drva na kraju životnog vijeka.

Kako bi prevladala ta ograničenja, IIT-ova jedinica za pametne materijale razvila je novi održivi, ​​niskoenergetski tretman koji drvo čini privremeno fleksibilnim na kontroliran način, tako da se može lako oblikovati. Ključni element procesa je Cyrene, zeleno otapalo dobiveno iz celuloze, komponente koja se prirodno nalazi u biljkama.

Njegovi učinci na strukturu drva istraživani su na molekularnoj razini. Kada se pomiješa s vodom, otapalo djeluje i na nekristalne komponente drva, lignin i hemicelulozu, kao i na celulozna vlakna, bez mijenjanja njegove prirodne unutarnje strukture.

Nakon impregnacije, drvo postaje savitljivije. Nakon što se postigne željena geometrija, drvo se suši, stabilizirajući se u novom obliku bez ugrožavanja izvornih mehaničkih svojstava. Ključno je da metoda ne zahtijeva dodavanje tvari petrokemijskog podrijetla pa oblikovano drvo stoga ostaje biorazgradivo, podržavajući kružno gospodarstvo.

Drvo korišteno u studiji bili su tanki listovi, debljine od 1 do 5 milimetara, izrađeni od vrsta koje se obično koriste u izradi modela ili obradi drveta, odnosno lipa, balza, orah Bahia, okoumé i jasen.

"Zahvaljujući jedinstvenoj kombinaciji čvrstoće, izdržljivosti i izolacijskih svojstava, zajedno s prirodnim podrijetlom, drvo je vrijedan saveznik u ublažavanju klimatskih promjena ", rekla je Martina Nardi, istraživačica u IIT-ovoj jedinici za pametne materijale. „ Iz tog razloga, bitno je razviti nove održive metode koje povećavaju njegovu obradivost i svestranost, čineći ga prikladnim za sve širi raspon primjena. Naša metoda kreće se upravo u tom smjeru, omogućuje održivo savijanje drva uz nisku potrošnju energije, bez ugrožavanja njegovih prirodnih mehaničkih svojstava ili biorazgradivosti. “

Metoda, koja je trenutno predmet patentne prijave, bit će dalje proučavana i optimizirana kako bi se identificirali sektori u kojima je zakrivljeno drvo najtraženije, poput proizvodnje glazbenih instrumenata, dječjih igračaka, namještaja i uređenja interijera.

Razvijena strategija mogla bi pružiti održiv, blag i niskoenergetski pristup obradi drva u različite oblike, otvarajući nove mogućnosti za novu generaciju proizvoda na bazi drva.