A legújabb csodaanyag valójában ősrégi: ismerkedjenek meg a szuperfával!

Az autógyártás utóbbi éveit két őrület határozza meg: az elektromos hajtás és a súlycsökkentés. Utóbbi kulcsa a hagyományosan használt acélnál könnyebb, de legalább olyan erős anyagok fejlesztése. Ebben jelenleg a szénszálas kompozitok jelentik a csúcsot, de ezek egyrészt rohadtul drágák, másrészt korlátozottan hasznosíthatók újra.

A hajsza így nem állhatott meg az erősített acélnál és az alumínium-ötvözeteknél. A Marylandi Egyetem anyagtudományi kutatója, Liangbing Hu és társai egy ősi alapanyaghoz, a fához nyúltak vissza.


Bizonyos fafajták, például a tölgy vagy a juhar eleve erősségükről ismertek, de azért autót nem faragnának belőlük. Hu és társai viszont most olyan ékegyszerűségű és olcsó módszert dolgoztak ki, amellyel valóban szupererőssé tehető a fa.

Első lépésben nátrium-hidroxidban és nátrium-szulfitban áztatják a fát. A két vegyszer részben eltávolítja a fából a lignin és a hemicellulózt, két olyan polimert, amik a fa sejtjeinek falát teszik merevebbé. A fa természetes cellulóztartalmát azonban nem változtatja meg a fürdő.

Második lépésben az így kapott masszát addig préselik és melegítik, amíg a sejtfalak össze nem omlanak. A nyomás és a hő hatására kémiai kötés jön létre a cellulózban lévő szabad hidrogénatomok és a szomszédos atomok között.

Ennek eredményeként olyan szuperfa jön létre, aminek a szakítószilárdsága Huék mérése szerint tízszerese a kezeletlen fának, ötvenszer inkább ellenáll a nyomásnak és hússzor szilárdabb. Ráadásul könnyen formázható, és még a préselt fák átkának, a nedvességnek is ellenáll. Huék öt napig tartották extrém párás közegben a kezelt fát, ami csupán tíz százaléknyit dagadt, de egy vékony festékréteggel ezt is meg tudták előzni.

Fotó: Urville Djasim / Flickr CC BY-ND 2.0


Huék az új szuperfából ötrétegű furnérlemezt préseltek, az például már golyóálló volt. Ez alapján nem tűnik túlzónak Hu kijelentése arról, hogy akár olcsó és könnyű testpáncélt is elő lehet állítani fából.

További extra, hogy Huék, és egy másik kutatócsoport is azon is dolgozik, hogy átlátszóvá tegyék a fát. Ebben is remek eredményeket értek el, mert ennek is a lignin eltávolítása a kulcsa. A másik kutatócsoport, a stockholmi KTH Királyi Intézet Lars Berglund vezette csapata a ligninmentesített fát plexiüveggel kezelve tökéletesen átlátszó réteget hozott létre. Vagyis ez alapján az sem zárható ki, hogy hamarosan teljes egészében fakarosszériás autókat gyártsanak a gyártók.

Az egyetlen buktató, hogy az új szuperfa előállítása jelenleg még elég lassú. Huéknak órákba tellett egy-egy A3-as méretű falap előállítása. Igaz, Hu szerint nincs gyakorlati akadálya a folyamat felgyorsításának, vagy annak, hogy nagyobb méretű lapokat gyártsanak. (Via Scientific American)

Népszerű
Uralkodj magadon!
Új kommentelési szabályok vannak 2016. január 21-től. Itt olvashatod el, hogy mik azok, és itt azt, hogy miért vezettük be őket.
;