Инновации в древесине: устойчивость становится все более важной, компании стремятся разрабатывать экологически чистые продукты на основе древесины

Древесное волокно, используемое для невообразимых применений: обзор инновационных продуктов на основе древесины в испытаниях или производстве.

Универсальность древесины вдохновляет и бесконечна

Уникальные качества древесного волокна и прорывы в нанотехнологиях являются потенциальными игроками, меняющими правила игры для утилизации древесных отходов. Многие из этих продуктов находятся на расстоянии многих лет от полной коммерциализации.

Лесная продукция существует уже тысячи лет. Самыми старыми деревянными строительными изделиями являются дубовые колодцы на северо-западе Германии, относящиеся к раннему периоду неолита. С первых дней производства изделий из древесины инновации лежат в основе использования древесины. Поскольку потребительские и деловые привычки и отношение изменились за последние два десятилетия, бумага потеряла долю рынка, в результате чего лесная промышленность ищет следующую большую вещь. Технология лидирует, поскольку исследователи стремятся использовать основные компоненты древесного волокна для разработки действительно замечательных, экологически чистых продуктов.

Компании с различными специальностями формируют партнерские отношения с одной целью – разрабатывать экологически чистые продукты, которые уменьшают их углеродный след. Древесина может просто держать ключ к достижению многих из этих целей разработки продукта.

Универсальность древесины вдохновляет и бесконечна. Давайте посмотрим на то, как компании и исследователи стремятся использовать древесину во многих ее формах и свойствах.

Древесное волокно в дизайне одежды

Финская компания Spinnova работает с компаниями по производству одежды для производства одежды с использованием древесного волокна. Spinnova предлагает технологию, которая создает волокна из древесины, древесных отходов, кожи, текстиля или пищевых отходов без вредных химических веществ. Волокно производит нулевые отходы, а также минимальные выбросы CO2 и использование воды.

Куртка Cyclus unisex parka является первым продуктом партнерства Spinnova и Halti и новейшим дополнением к городской коллекции Halti Kallio®. Водостойкая и ветрозащитная парка изготовлена из волокна SPINNOVA® и хлопка и окрашена с помощью высокоточной технологии окрашивания imogo. Это первый продукт, использующий технологии Spinnova и imogo. Парка будет доступна для покупки весной 2023 года.

Одной из компаний, которая сотрудничала со Spinnova, является Adidas, которая стремится к устойчивому развитию и поиску новых способов сокращения пластиковых отходов. Для достижения этой миссии они стремятся наладить партнерские отношения и разработать продукты, которые используют переработанные материалы или те, которые получены из природы. Adidas с гордостью предлагает первую в истории толстовку, изготовленную из 30% древесного волокна и 70% органического хлопка. Ткань сохраняет естественный цвет, потому что она лишена химических веществ и красителей, используя меньше воды для производства. Согласно веб-сайту Adidas, толстовка adidas TERREX HS¹ является первым выпуском линейки продуктов с использованием этой «прорывной технологии производства текстильных волокон из возобновляемых материалов». Ткань получают из древесных волокон, механически измельчают в пасту с водой, затем прядут в текстильное волокно без использования вредных химических веществ.

ADIDAS TERREX HS1 ТОЛСТОВКА (ГЕНДЕРНО-НЕЙТРАЛЬНАЯ), $135

North Face – еще одна компания, которая сотрудничает со Spinnova для создания наружного снаряжения и одежды с устойчивыми преимуществами. С веб-сайта Национальной ассоциации спортивных товаров (nsga.org): «Наша главная цель заключается в создании более круговых продуктов, постоянной разработке инновационных материалов и дальнейшем снижении воздействия нашей продукции на окружающую среду. Spinnova является идеальным партнером на этом пути», – сказал Оливер Лэнг, глобальный вице-президент по разработке продуктов The North Face.

Невидимое покрытие создает огнеупорную древесину

Исследователи из Сингапура разработали покрытие для улучшения огнестойкости древесины, используемой в строительстве зданий. Многие строители используют краску или огнезащитные панели для повышения огнестойкости конструкций. Но эти методы покрывают древесину.

Исследователи из Наньянского технологического университета Сингапура создали альтернативное покрытие, которое усиливает огнезащитные качества, но также позволяет древесине быть видимой.

Большая часть древесины имеет покрытие только для защиты структуры от насекомых, погоды или влаги, но способность выдерживать высокую температуру является проблемой. Исследователи создали покрытие толщиной всего 0,075 мм и прозрачное для невооруженного глаза. Покрытие химически реагирует со смолой в древесине, образуя уголь. Этот уголь чрезвычайно термостойкий и защищает древесину под ним, что проявляется, когда уголь соскабливается с поверхности.

По словам разработчиков, они ожидают, что это покрытие будет пользоваться большим спросом, особенно среди строительных компаний, стремящихся соответствовать пожарным нормам.

Деревянные батареи создают более устойчивый вариант

В Швеции производитель батарей Northvolt изучает древесный материал под названием лигнин, который используется для разработки батарей. Лигнин представляет собой полимер растительного происхождения, обнаруженный в клеточных стенках растений засушливых земель, одного из крупнейших возобновляемых источников углерода. Деревья состоят из 20-30% лигнина, который является сильным, естественным связующим агентом.

Northvolt в партнерстве с финской бумажной компанией Stora Enso работает над созданием «первой в мире промышленной батареи с анодом, полностью полученным из европейского сырья». Надежда состоит в том, чтобы иметь батарею, которая снижает углеродный след и стоимость.

Швеция не единственная страна, исследующая возможность технологии батарей, полученных из древесины. Исследователи из Университета Брауна создали древесный материал, который заменит жидкие электролиты в батареях следующего поколения. Технология имеет большую ионную проводимость, чем другие полимерные ионные проводники. Твердый ионный проводник сочетает в себе медь с нанофибриллами целлюлозы, полимерными трубками, полученными из древесины.

«Использование материалов, предоставляемых природой, уменьшит общее воздействие производства батарей на нашу окружающую среду», – заявил Юэ Ци, профессор Инженерной школы Брауна.

Пивные бутылки из древесного волокна для экологически чистых вечеринок

Датская пивная компания Carlsberg Group и упаковочная компания Paboco разработали бутылку из древесного волокна, облицованную растительным полиэтиленфураноатом (PEF). PEF изготовлен из натурального сырья и является устойчивым, а также биоразлагаемым.

Бутылка на пилотной фазе будет распределена по всей Европе среди заинтересованных сторон, а затем станет реальностью, если пилот будет успешным. В то время как разработка имела некоторые проблемы, вице-президент Carlsberg по развитию группы Стефан Мунк заявил: «Получение хороших результатов испытаний, сотрудничество с поставщиками и наблюдение за заполнением бутылок на линии является большим достижением».

Бутылка обладает изоляционными свойствами, чтобы пиво дольше оставалось холодным. Она не заменит стеклянные бутылки или банки, но имеет около пятой части углеродного следа стекла. Сухая мякоть приобретается Компанией Pabco, затем рафинируется и смешивается с водой на месте. Вся бутылка имеет биологическую основу, за исключением крышки, и в целом полностью пригодна для вторичной переработки.

Отходы опилок, используемые для производства 3D-печатных объектов

Forust, компания из Берлингтона, штат Массачусетс, разработала технологию использования опилок для 3D-печати всего, от потребительских товаров до роскошных интерьеров. Ежегодно вырубается 15 миллиардов деревьев, в результате чего образуются миллионы тонн древесных отходов. Часть опилок и отходов продается для других целей, но большую часть оставляют для сжигания или вывоза на свалку. Это может способствовать загрязнению воздуха, поскольку оно выделяет большое количество лигнина и жирных кислот, которые могут нанести вред воде и дикой природе.

Обрабатывая опилки для 3D-печати, Forust может создавать прочные, экологически чистые деревянные изделия. От детализации в автомобилях высокого класса до деревянного декора, архитектуры и мебели, Forust имеет возможность печатать отделки, которые повторяют древесные зерна, такие как дуб или грецкий орех.

В настоящее время дизайнеры также работают над 3D-печатной древесиной, которая достаточно долговечна для строительства, такой как структурные колонны со сложными конструкциями. Компания ограничена масштабом, но надеется завершить работу над роботизированной рукой, которая позволит разрабатывать объекты большего размера.

Является ли древесина будущим?

Уникальные качества древесного волокна и прорывы в нанотехнологиях являются потенциальными игроками, меняющими правила игры для утилизации древесных отходов. Многие из этих продуктов находятся на расстоянии многих лет от полной коммерциализации. Но они указывают на потенциал, который могут предложить древесные отходы.

Например, использование древесного волокна в изделиях для одежды означает меньшее количество химических веществ и меньшее потребление воды. Создание покрытия, которое будет выдерживать сильную жару огня, делает заготовленную древесину более долговечной. Батареи, полученные из древесины, уменьшают отходы и имеют более низкий углеродный след. Экологически чистая бутылка, которая более легко биоразлагаема, – это только начало более устойчивой упаковки. Сокращение отходов опилок, производимых лесозаготовительной промышленностью, путем превращения их в 3D-печатные объекты открывает двери для новых возможностей в строительстве и дизайне.

Древесина может быть одним из старейших строительных материалов на планете, но во многих отношениях древесина только начинается как ресурс для инноваций.