Revoluční materiál: Superdřevo, které překoná i ocel

Revoluční materiál: Superdřevo, které překoná i ocel

Zdroj obrázku: Photo by Joel & Jasmin Førestbird on Unsplash

Nový materiál na bázi dřeva má o 50 % vyšší pevnost v tahu než ocel a desetkrát vyšší poměr pevnosti k hmotnosti.


Když se řekne stavební materiál, okamžitě se nám vybaví cihla, beton, ocel a dřevo. Nový průlomový objev však slibuje revoluci v tomto odvětví, protože překonává vše, co bylo dosud známo: druh superdřeva.

Jedna společnost vyvinula vylepšený druh dřeva, který vyniká o 50 % vyšší pevností v tahu než ocel a desetinásobným poměrem pevnosti k hmotnosti oproti oceli. Tento průlomový objev by mohl zásadně změnit způsob, jakým stavíme budovy a další konstrukce.

Související článek

Milion robotů na poštovní známce. Nový průlom mění svět mikrotechnologie
Milion robotů na poštovní známce. Nový průlom mění svět mikrotechnologie

Tým amerických vědců představil roboty menší než zrnko soli, kteří se dokáží sami rozhodovat, pohybovat a vnímat okolí bez vnější kontroly. Jde o zásadní milník v miniaturizaci, který otevírá nové možnosti v medicíně, výrobě i výzkumu na buněčné úrovni.

Za tímto inovativním materiálem, který vznikal sedm let, stojí společnost InventWood spojená s Marylandskou univerzitou. Projekt vychází z výzkumu vědce Liangbinga Hu publikovaného v časopise Nature v roce 2018 a nyní se americká společnost chystá na jeho výrobu ve velkém měřítku.

Zmínili jsme, že v aspektech, jako je pevnost v tahu a poměr pevnosti k hmotnosti, překonává ocel. Má také přirozenou odolnost vůči ohni, vlhkosti, termitům a plísním, a to bez přidání chemických látek. To má zásadní význam pro jeho trvanlivost a udržitelnost v různých klimatických podmínkách.

Navíc je mnohem šetrnější k životnímu prostředí, protože přispívá k výraznému snížení emisí CO2 do atmosféry. Zatímco při výrobě jedné tuny oceli vznikají téměř 2 tuny oxidu uhličitého, výroba tohoto materiálu nejenže těmto emisím předchází, ale také pomáhá eliminovat CO2 z ovzduší. Je to proto, že se vyrábí ze dřeva z udržitelných plantáží, které fungují jako pohlcovače uhlíku.

Od zahájení projektu investovali sedm let vývoje, aby dosáhli materiálu, který lze vyrábět v rozumném časovém horizontu. Během této doby se jim podařilo zkrátit výrobní proces z týdnů na několik hodin. To nejen urychluje výrobu, ale také snižuje související náklady.

Výrobní proces se skládá ze dvou fází: nejprve se dřevo změkčí částečným rozpuštěním ligninu pomocí potravinářských chemikálií; poté se stlačí při teplotě 65 °C, čímž se dosáhne husté a kompaktní buněčné struktury. Výsledný materiál je pětkrát tenčí než původní, ale dvanáctkrát pevnější a desetkrát tvrdší. Tento proces nejen zlepšuje mechanické vlastnosti dřeva, ale také optimalizuje jeho použití v konstrukčních aplikacích.

Díky správnému financování se jim také podařilo získat 15 milionů dolarů (322,5 milionů korun) potřebných k zahájení provozu prvního závodu v Marylandu. Tento první závod bude od letošního léta vyrábět jeden milion metrů čtverečních ročně a na podzim 2025 budou následovat exteriérové panely. Cena bude „prémiová“, podobná jako u špičkového tropického dřeva 27,5-55 USD/kg (590-1.200 Kč/kg), zatímco u oceli to budou 2-4 USD/kg (43-85Kč/kg).

Ačkoli superdřevo stojí na kilogram více než ocel, jeho vysoký poměr pevnosti a hmotnosti umožňuje, aby 5 kg nosník unesl totéž co 45 kg ocelový nosník, což snižuje jeho efektivní cenu a blíží se ceně oceli. Díky tomu je superdřevo nákladově efektivní a účinnou volbou pro velké stavební projekty.

Společnost InventWood připravuje druhý závod na výrobu více než 30 milionů metrů čtverečních pro infrastrukturní a velké projekty. Superdřevo lze opracovávat běžnými tesařskými nástroji, což usnadňuje jeho použití. Ačkoli by se mohlo uplatnit v odvětvích, jako je automobilový průmysl, letectví nebo nábytkářství, společnost se prozatím zaměřuje na stavebnictví, kde ocel a beton vytvářejí 90 % uhlíkové stopy budov. Tento strategický přístup by mohl mít významný dopad na snížení uhlíkové stopy ve stavebnictví.

#