Mergulhando madeira em uma mistura de produtos químicos e, em seguida, comprimindo-a e aquecendo-a, os pesquisadores criaram um material que é mais forte que o aço, escreve Sid Perkins para a Scientific American .
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Os cientistas de materiais trabalham há décadas - espremendo madeira, esfriando e passando através de rolos, tratando-a com amônia ou vapor - tudo em nome da criação de um material forte e resistente feito de um recurso relativamente renovável. A nova madeira é três vezes mais densa que a madeira natural e 12 vezes mais forte, relatam os pesquisadores em um novo estudo publicado na revista Nature .
“Madeiras macias como pinheiros ou balsas, que crescem rapidamente e são mais ecológicas, podem substituir madeiras de crescimento mais lento, mas densas como a teca, em móveis ou edifícios”, diz Liangbing Hu, cientista de materiais da Universidade de Maryland, College Park e um dos autores do estudo, de acordo com um comunicado de imprensa.
Outros métodos de "adensamento" da madeira produzem material que tende a se expandir em direção ao seu tamanho e forma originais quando a umidade atinge, diz Perkins. A nova abordagem aprimora a madeira de uma maneira resistente à umidade, criando um resultado final mais uniforme e denso.
"Esse tipo de madeira pode ser usado em carros, aviões, prédios - qualquer aplicação em que o aço é usado", diz Hu a David Grossman, da revista Popular Mechanics . Arranha-céus do futuro podem até ser construídos a partir de madeira.
O processo começa por imersão de madeira em um banho de hidróxido de sódio e sulfato de sódio. Esses dois químicos trabalham juntos para remover parcialmente a lignina e a hemicelulose, dois polímeros que tornam rígidas as paredes celulares das plantas. Criticamente, os químicos deixam grande parte da celulose, um terceiro polímero, intacta. As paredes das células de madeira tornam-se menos rígidas e mais porosas. Em seguida, o pesquisador pressionou a madeira enquanto a aquecia a cerca de 100 graus Celsius. A madeira tem muitos canais naturais chamados lumina que correm ao longo da direção do crescimento. Esses canais e paredes celulares colapsam durante o processo de aquecimento e compressão do processo dos pesquisadores e novas ligações de hidrogênio se formam entre moléculas de celulose, endurecendo o material.
O resultado final, como visto sob um microscópio, são camadas de madeira embaladas juntas, relatam os pesquisadores em seu artigo. O material final tem cerca de um quinto da espessura do seu tamanho original, mas três vezes a densidade.
Os pesquisadores então submeteram sua madeira densificada a uma bateria de testes para medir suas propriedades mecânicas. Eles testaram sua capacidade de suportar uma carga. Eles testaram sua rigidez, sua resistência à tração (quão bem ela se sustenta para puxar forças) e quão bem ela poderia se flexionar. No geral, o resultado foi um pedaço de madeira áspero e caído. Em um teste de umidade, a madeira só cresceu cerca de 8, 4%, enquanto ainda permanece resistente.
Eles também dispararam um projétil de aço na madeira com uma pistola de ar balística. Cinco camadas do material pararam uma lesma se movendo na velocidade que um carro poderia estar antes de uma colisão, relata Mark Zastrow para a Nature .
Os resultados foram impressionantes, mas não o suficiente para convencer alguns especialistas. Zastrow falou com Fred Kamke, da Oregon State University, que não estava envolvido na nova pesquisa. Kamke apontou que 24 camadas de madeira de álamo densificada foram capazes de deter uma bala de 9 mm disparada a 25 pés sem necessidade de tratamento químico. "Esses outros métodos são provavelmente muito menos caros do que uma fervura de sete horas em uma solução cáustica", diz ele.
Mas Hu e seus colegas estão avançando com sua "super madeira", relata Stu Borman para a Chemical & Engineering News . Uma empresa spin-off chamada Inventwood espera comercializar a tecnologia e ver um futuro de veículos, aviões, contêineres, pisos, armaduras e muito mais construído com madeira fervida, tratada e comprimida que é mais forte que o aço.
