Первое в мире «супердерево» — пуленепробиваемое и «боевое»

Разработанный с учетом прочности, экологичности и стиля, Superwood от InventWood может переопределить строительство, облицовку и даже дизайн боевых полей.

Новый тип «супердерева», выпущенный на рынок компанией InventWood, прочнее и долговечнее стали, но при этом может иметь богатую цветовую гамму, характерную для тропических пород дерева, таких как ипе и орех. (Фото: InventWood)

Новый тип инженерного дерева, разработанный американской компанией InventWood, может изменить способ строительства зданий, сделав их потенциально пуленепробиваемыми. Продукт, известный как Superwood, был запущен в серийное производство в начале этого года и представляет собой сильно модифицированную древесину, которая «прочнее стали».

В ходе лабораторных испытаний исследователи выстрелили из газового пистолета пулей из тонких образцов дерева, в том числе из ранней версии Superwood. В то время как снаряд легко пробил натуральное дерево, он не смог проникнуть через модифицированную версию. «Облицуйте его новым типом модифицированного дерева, и он сможет», — сказал Алекс Лау, соучредитель и исполнительный председатель InventWood, который рассказал BBC о том, может ли дом, облицованный Superwood, выдержать пулю. Лау предположил, что продукт может найти применение в военной сфере, например, для укрытий на поле боя, хотя и признал, что «мы не пробовали сбрасывать на него бомбы».

Компания nventWood коммерциализировала технологию, усовершенствованную исследователями из Университета Мэриленда, которые сократили время производства Super Wood с более чем недели до нескольких часов.

В связи с стремлением строительной отрасли к декарбонизации традиционные материалы, такие как бетон, связанные с высокими выбросами парниковых газов, подвергаются все более тщательному контролю. Хотя строительство на основе древесины считается экологически чистой альтернативой, натуральное дерево имеет свои ограничения: оно может разрушаться под воздействием влаги или насекомых и часто не обладает прочностью, необходимой для сложных конструкций.

Инженерные изделия из дерева помогают преодолеть эти проблемы.

Лау объяснил, что Superwood создается путем химического удаления лигнина, полимера, содержащегося в древесине, а затем сжатия древесины для уменьшения ее объема на 80%. «Древесину можно почти массировать, выдавливая из нее воздух и несовершенства», — сказал он. В результате этого процесса в материале образуются дополнительные водородные связи, что значительно повышает его прочность, сохраняя при этом естественную текстуру дерева.

InventWood потратила годы на совершенствование своего производственного процесса. То, что раньше занимало более недели, теперь можно сделать за несколько часов. В настоящее время компания использует тополя, но изучает бамбук в качестве альтернативного сырья. «Мы можем вырастить подходящее сырье из бамбука за три-четыре года», — сказал Лау репортеру BBC Technology Крису Баранику. «Это действительно эффективный способ извлечения углерода из атмосферы».

Новый тип усовершенствованного материала «Super Wood», который по прочности превосходит сталь, близится к серийному производству и может стать решением проблемы использования тропических пород дерева из лесов, подверженных вырубке. Первая партия этого материала, который в 12 раз прочнее и в 10 раз более упругий, чем натуральное дерево, должна сойти с конвейера уже через несколько недель. Видео предоставлено Inventwood.

Superwood пополняет растущий ассортимент инженерных изделий из древесины, которые расширяют границы строительства на основе дерева. Например, клееная древесина (glulam) представляет собой слои древесины с волокнами, выровненными в одном направлении, что позволяет создавать прочные, влагостойкие балки. Кросс-ламинированная древесина (CLT) состоит из слоев с чередующимися направлениями волокон, которые образуют панели, используемые в стенах и полах. Исследование, опубликованное в июне, показало, что использование CLT вместо бетона для строительства общественного центра может сократить выбросы углерода, связанные со строительством и эксплуатацией, почти на 10%.

Лау сказал, что Superwood не предназначен для прямой конкуренции с такими продуктами, как CLT или клееный брус. Вместо этого он может служить в качестве прочного и эстетически привлекательного отделочного слоя или прочной внешней облицовки. Морвенна Спир, научный сотрудник Центра биокомпозитов Бангорского университета, охарактеризовала эту технологию как «многообещающую», но отметила, что дерево, используемое снаружи в климатических условиях, подобных британским, должно выдерживать частые циклы увлажнения и высыхания. «Я хотела бы увидеть от них данные по этому вопросу», — сказала она.

Другие компании также внедряют инновации в области инженерного дерева.

Немецкая фирма Pollmeier разработала BauBuche, ламинированную фанеру из бука — породы дерева, которая обычно не используется в строительстве. «Перерабатывая его в шпон, Pollmeier нашла способ использовать его в строительстве», — сказал Майкл Рамаж, директор Центра инноваций в области натуральных материалов Кембриджского университета. Австралийская компания 3RT использует тонкие листы шпона из малоценных пород деревьев или целлюлозных бревен для воспроизведения структуры и плотности ценных пород твердой древесины, которые обычно используются в изготовлении оконных рам, кухонных шкафов, мебели и ступеней лестниц. Спир отметила, что растущее разнообразие инженерных изделий из дерева дает архитекторам и дизайнерам больше гибкости. «Возможно, мы думаем об этих новых продуктах почти как о псевдовидах», — сказала она. «Это просто расширяет палитру возможностей для людей».

Городские планировщики все чаще обращают внимание на инженерные изделия из дерева, в том числе кросс-ламинированную древесину и клееное брусовое дерево, для строительства городов будущего, таких как Стокгольмский город, спроектированный Atrium Ljunberg в Швеции, из дерева. (Рендеры предоставлены Atrium Ljungberg)

Несмотря на растущий интерес, проблемы остаются. Рамаж указал, что финансовые и нормативные факторы по-прежнему благоприятствуют традиционным материалам. «Ставка по ипотеке такая же, как по ипотеке на бетонное здание? Страхование стоит столько же?» — спросил он. Тем не менее, он выступает за более широкое использование деревянных изделий из-за их потенциала в плане хранения углерода. «Нам всегда будет нужен бетон для фундаментов», — добавил он. Сохраняются опасения по поводу огнестойкости, особенно после разрушительных лесных пожаров, таких как те, что произошли в Лос-Анджелесе в январе. Лау сказал, что Superwood прошел испытания на огнестойкость, а также доказал свою устойчивость к древоточцам. Хотя с ним работать сложнее, чем с натуральным деревом, его можно резать с помощью карбидных или алмазных лезвий.

Спир подчеркнула важность переработки древесины наряду с ростом популярности инженерной древесины. Исследователи из Великобритании продемонстрировали, что отходы древесины от снесенных зданий можно переработать в панели типа CLT. Она также указала, что переработанная древесина уже широко используется в повседневных продуктах. «Большая часть нашей мебели изготовлена из ДСП, значительная часть которого производится из переработанной древесины», — сказала она.