Дерево — отличный материал: красивый, легкий, прочный, упругий и легкий в обработке, но не слишком долговечный и легковоспламенимый. На сегодняшний день существует ряд синтетических и полусинтетических материалов на основе дерева или имитирующих его состав и/или структуру — главным образом структуру клеточной стенки и более высокоуровневую структуру организации клеток в длинные волокна. Стенки клеток, составляющих ствол дерева, укреплены биополимерами — лигнином и гемицеллюлозами, которые и сообщают дереву его замечательные механические свойства.

Ряд синтетических материалов на основе древесины получают, вводя в целлюлозный каркас синтетические полимеры. Такие материалы, как правило, бывают прочными и легко обрабатываются; их также ценят за способность разлагаться в почве, не нанося вреда окружающей среде. Однако такие материалы, как и натуральное дерево, боятся огня, воды и агрессивных сред.

Существуют и материалы, имитирующие структуру древесины, но полностью состоящие из синтетических компонентов — в основном жаропрочной керамики; однако способы придания этим материалам структуры дерева (3D-печать или литье по технологии холодного отвердения, freeze casting) с трудом масштабируются и довольно дороги. Поэтому, хотя керамика с «древесной» структурой очень хорошо проявляет себя в тестах, массовое производство таких материалов пока остается делом будущего.

Новый композитный материал представляет собой синтетический полимер резол со структурой, во многом схожей со структурой лигнина; при комнатной температуре резол кристаллизуется на полимерной матрице, связывается с рядом других синтетических компонентов и образует структуру, сходную с микроструктурой древесины; меняя набор вспомогательных компонентов, можно менять цвет и другие свойства готового материала, отмечают ученые в статье, опубликованной в Science Advances.

В результате получаются легкие материалы, прочностью и упругостью не уступающие промышленным породам дерева, но не воспламеняющиеся даже при контакте с огнем, а также менее подвержены коррозии, в том числе при непосредственном контакте с сильными кислотами.

Читайте также

Рыба-робот поможет наблюдать за морской фауной

Открыт третий завод по выкачке углекислого газа

Новые технологии очистки орбиты от мусора

Робот-змея поможет исследовать «Фукусиму»