Благодаря химической модификации станет возможным использовать местную древесину для производства городской мебели.

Удивительно часто городские скамейки изготавливаются из экзотической древесины, импортируемой с другого конца планеты, поскольку даже со временем она сохраняет свою естественную прочность. Обычная древесина быстро деформируется в суровых условиях окружающей среды или поддается воздействию дереворазрушающих грибов. Поэтому специалисты факультета лесного хозяйства и деревообработки сосредоточились на химической модификации местной древесины, такой как бук или ясень, чтобы повысить ее стабильность размеров и устойчивость к погодным условиям и вредителям. Благодаря модификации станет возможным заменить экзотическую древесину, используемую в производстве городской мебели, то есть не только скамеек, но и мусорных баков или остановок общественного транспорта, местной древесиной. Ученые сотрудничают в этом инновационном проекте с компанией mmcité.

В портфолио mmcité as для производства уличной мебели чаще всего используется жатоба — чрезвычайно твердая древесина бразильского происхождения. Она обладает идеальными свойствами, устойчива к грибкам и не разлагается со временем. Цель исследования — найти местную альтернативу, которая не будет иметь такого экологического следа. Специалисты LDF MENDELU сосредоточились в основном на буке, который широко распространен в Чехии и часто используется в интерьере. Однако на открытом воздухе он разлагается, поэтому необходима его модификация, чтобы буковая древесина сохранила свои стабильные свойства.

«Ключевым моментом является процесс газового ацетилирования. Эта технология использует органический компонент на основе уксусной кислоты, благодаря которому мы изменяем саму клеточную структуру древесины, заменяя гидроксильные группы ацетильными. В результате получается материал, устойчивый к дереворазрушающим грибам, не трескающийся и не деформирующийся даже в самых суровых условиях без необходимости дальнейшего ухода. Внешняя поверхность древесины со временем приобретает естественную серую патину, в то время как материал внутри остается прочным и стабильным. Метод применим и к другим видам древесины, например, к ясеню», — описал процесс модификации Якуб Дёмени из Института древесиноведения и древесных технологий факультета лесного хозяйства и лесоводства MENDELU.

Сначала ученые протестировали химическую модификацию на небольших тестовых образцах, а затем перешли к пилотному масштабу с образцами длиной около семидесяти сантиметров. Для модификации реальных элементов в исследовательском центре имени Йозефа Ресселя теперь используется специально разработанное устройство, способное вместить кусок цельной древесины длиной до двух метров. «Благодаря применению в газовой фазе процесс становится дешевле, поскольку мы потребляем меньшее количество модифицирующего вещества. Для более крупных образцов мы используем давление около 9 бар, чтобы обеспечить более глубокое проникновение вещества в структуру, тем самым модифицируя элемент по всему его поперечному сечению», — пояснил Дёмени.

Полученные свойства древесины можно было проверить непосредственно в исследовательском центре. «Мы протестировали устойчивость к изменениям влажности окружающей среды в климатической камере, основным показателем которой было изменение веса и размера образца древесины. Используя камеру для искусственного старения древесины, мы имитировали условия окружающей среды, то есть влияние дождя, температуры и УФ-излучения. Благодаря этому мы подтвердили, что химически модифицированная древесина не трескается и не деформируется, а лишь светлеет и сереет со временем, что также происходит с экзотическими породами древесины. Важной частью исследования также была проверка устойчивости к дереворазрушающим грибам. Оказалось, что в то время как обычная древесина теряет значительную часть своего веса из-за деградации, химически модифицированная древесина практически не подвержена воздействию грибов», — сказал ученый.

Помимо бука и ясеня, ученые факультета естественных наук им. Менделу пытались модифицировать, например, ель или березу, которые, вероятно, также будут устойчивы к изменению климата в будущем. Интересным вариантом является тестирование ацетилированной бальзы, которую можно использовать в космосе. «Это экологически чистый материал, очень легкий, обладающий хорошим соотношением прочности к весу и, как возобновляемый природный ресурс, представляющий собой более экологичную альтернативу, которая может оставлять меньше вредных отходов, чем традиционные металлические строительные материалы, когда спутники исчезают в атмосфере», — пояснил Дёмени.

Цель проекта — создание прототипа уличной мебели для отдыха, включающего в себя массивный деревянный элемент из химически обработанной древесины. Полученные знания могут быть использованы в будущем для определения экономических и экологических преимуществ внедрения производства модифицированных пород древесины для изготовления городской мебели. Проект софинансируется Европейским союзом.

Для получения дополнительной информации обращайтесь: инженер Якуб Дёмени, доктор философии, +420 545 134 550, jakub.domeny@mendelu.cz , кафедра деревообработки и деревообрабатывающих технологий, факультет лесного хозяйства и лесоводства, Менделу.