لقد وجد العلماء طريقة لجعل الخشب القوي حتى أقوى أنابيب جوفاء التي تمر عبر هيكل السليلوز الذي يرضي الطريق للأخشاب لاستبدال المعادن في المزيد من تطبيقات البناء وربما في الطائرات والسيارات. يزعم العلماء من جامعة نانجينغ في الصين أن الأنابيب لديها ، حتى الآن ، قوة وود الطبيعية المحدودة ، والتي هي السبب الجذري لقوته الشد المنخفضة بالنسبة إلى مكافئات المعادن والسبائك.
نشرت فيمجلة Bioresources والمنتجات الحيوية، اخترع العلماء طريقة كيميائية جديدة لصنع خشب أكثر كثافة عن طريق ملء هذه الأنابيب بشكل موحد. تعامل بهذه الطريقة ، يعرض الخشب "قوة الشد عالية للغاية (496.1 ميجا باسكال) ، قوة الانحناء (392.7 ميجا باسكال) وتأثير صلابة (75.2 كيلو جول/م) ، متجاوزة تلك الموجودة في الخشب المكثف والمواد المعدنية التقليدية مثل سبائك الألومنيوم".
تحدث عملية "التعديل الذاتي" هذه بسبب غلي الخشب في مزيج من الصودا الكاوية وكبريتيت الصوديوم لإزالة بعض اللجنين. ثم يتم نقعه في مزيج من كلوريد الليثيوم ومذيب يُعرف باسم ثنائي ميثيل أسيتاميد ، مما يتسبب في تضخم السليلوز واللجنين والقضاء على أنابيب التجويف قبل أن يجف وتقلص.
يوضح هذا الرسم التخطيطي الاختلافات بين الخشب المكثف ذاتيًا (أعلى يمين) والخشب المضغوط التقليدي (يسار السفلي). المختبر الوطني للبنى المجهرية للدولة الصلبة ومختبر جيانغسو الرئيسي للمواد الوظيفية الاصطناعية والمواد العلمية للمواد والهندسة ، كلية الهندسة والعلوم التطبيقية ، جامعة نانجينغ ، نانجينغ 210093 ، الصين ، {2}}
بقيادة دافانج هوانغ من قسم علوم المواد والهندسة في نانجينغ ، فإن الجاذبية الرئيسية للتقنية هي أنها تسبب "انكماش موحد" ، وهو أعلى بكثير من طريقة "الضغط الساخن" ، والتي يمكن أن تضغط فقط ميكانيكيًا على الخشب على محور واحد: " قال ، مضيفًا أن الخشب القوي للغاية "لديه إمكانية كبيرة للتطبيق كمواد هندسية مستدامة ، لتحل محل المواد الهيكلية التقليدية كمعادن وسبائك."
سر العلماء لصنع الخشب غير المعالج قوي مثل الألومنيوم!
في العام الماضي ، ذكرت وود سنترال أن العلماء في ولاية ماريلاند ، في الولايات المتحدة ، قد أنشأوا نوعًا جديدًا من خشب الحور قوي مثل الخشب المعالج كيميائيًا وعلى قدم المساواة مع الألومنيوم للقوة. لقد أنجزوا ذلك باستخدام التحرير الأساسي للتأثير على جين رئيسي في أشجار الحور التي تتعامل مع إنتاج اللجنين ، مما يقلل من كمية اللجنين في أشجار الحور بنحو 13 ٪.
وقال البروفيسور ييبنغ تشى ، أحد المؤلفين الرئيسيين في الدراسة: "عادة ، عندما تكون مهندس الخشب لتكون أقوى وأكثر متانة ، فإنك تفعل ذلك عن طريق تقليل كمية اللجنين في الخشب". "هذه العملية كثيفة الطاقة وتتضمن استخدام عدد كبير من المواد الكيميائية التي يمكن أن تضر بالبيئة."
