新しいスーパーウッドの強さは金属に勝る

化学物質の混合物に木を浸し、それを圧縮して加熱することによって、研究者は鉄よりも強い材料を作りました、とScientific American誌のSid Perkins氏は書いています。

材料科学者は、木材を絞り、冷却してローラーに通し、アンモニアや蒸気で処理するなど、何十年もかけて、比較的再生可能な資源から、強くて丈夫な材料を作るための研究を続けています。 この新しい木材は、天然木の3倍の密度を持ち、12倍の強度があると、研究者たちは『Nature』誌に発表しました。

「松やバルサなどの柔らかい木材は、成長が早く環境に優しいので、チークのように成長が遅いが密度の高い木材に代わって、家具や建築物に使えるかもしれません」と、プレスリリースに従って、メリーランド大学カレッジパークの材料科学者であり研究者の1人のLiangbing Hu氏は述べています。

木材を「高密度化」する他の方法では、湿度が高くなると元のサイズや形状に戻って膨張する傾向があります、とPerkins氏は言います。 この種の木材は、自動車、飛行機、建物など、鋼鉄が使用されるあらゆる用途で使用できます」と、Popular Mechanics の取材で Hu は述べています。

このプロセスは、水酸化ナトリウムと硫酸ナトリウムの浴槽に木材を浸すことから始まります。 この2つの薬品は、植物の細胞壁を硬くしているリグニンとヘミセルロースという2つのポリマーを部分的に除去するために作用する。 しかし、3つ目のポリマーであるセルロースの大部分はそのまま残されている。 その結果、木材の細胞壁は硬くなくなり、多孔質なものになりました。 次に、この木材を約100℃に加熱しながらプレスする。 木材には、成長方向に沿って「ルーミン」と呼ばれる天然の溝がたくさんあります。

最終的な結果は、顕微鏡で見ると、木材の層が密接に詰まっていることがわかると、研究者は論文で報告しています。

次に研究者たちは、高密度化した木材をさまざまなテストに供し、その機械的特性を測定しました。 荷重に耐える能力をテストしたのです。 剛性、引張強度（引っ張られる力にどれだけ耐えられるか）、曲げやすさなどを測定しました。 その結果、1本の荒れた木ができあがりました。 湿度テストでは、約8.4％しか膨張せず、しかも丈夫なままでした。

また、弾道空気銃で鋼鉄の弾丸を木材に発射しました。 ネイチャー誌のマーク・ザストローのレポートでは、この材料の 5 つの層を合わせると、衝突前の自動車と同じ速度で動く弾丸を止めることができました。 ザストロウは、この新しい研究には関与していないオレゴン州立大学のフレッド・カムケに話を聞きました。 Kamkeは、24層の高密度ポプラ材が、化学処理を必要とせずに、25フィートから発射されたスピードの速い9mm弾を止めることができたと指摘しました。 「これらの他の方法は、おそらく苛性溶液で7時間煮沸するよりもはるかに安価です」と彼は言います。

しかし、Hu氏と彼の同僚は、「スーパーウッド」の開発を進めていると、Chemical & Engineering News の Stu Borman 氏は報告しています。 インベントウッドというスピンオフ会社は、この技術を売り込み、煮沸、処理、圧縮した、鉄よりも強い木材で作られた自動車、飛行機、輸送コンテナ、床材、鎧などの未来を期待しています。