Sản xuất thành công loại gỗ xây dựng cứng hơn cả thép, lửa không thể đốt

Công ty InventWood có trụ sở tại Maryland (Mỹ) tham vọng định hình lại ngành xây dựng với vật liệu mới: siêu gỗ (Superwood), Interesting Engineering đưa tin.

Vật liệu này mô phỏng được vẻ ngoài lẫn cảm giác ấm áp của gỗ, đồng thời bền hơn thép, thêm khả năng chống cháy, chống nước, thích ứng được các hiện tượng cực đoan gây ra bởi biến đổi khí hậu.

Theo công ty InventWood, vật liệu mới này được sản xuất mà không dán hoặc trộn gỗ với polymer tổng hợp. Về cơ bản, các nhà khoa học đang tái cấu trúc gỗ ở cấp độ phân tử, nén lại để tạo liên kết hydro cực mạnh giữa các sợi cellulose.

Superwood được TS Liangbing Hu, nhà khoa học vật liệu tại Đại học Maryland, giới thiệu lần đầu trên tạp chí khoa học Nature năm 2018. Hiện tại, công nghệ này sắp được đưa vào dây chuyền sản xuất hàng loạt.

Superwood có độ bền tốt hơn gỗ thuờng đến 10 lần

Quy trình chế tạo vật liệu này gồm 2 bước.

Bước đầu, họ đun sôi gỗ nguyên liệu trong dung dịch natri hydroxide (NaOH) và natri sulfit (Na2SO3), một phương pháp xử lý hóa học tương tự bước đầu trong quá trình tạo bột gỗ dùng trong sản xuất giấy.

Bước tiếp theo là nén gỗ đã qua xử lý tới mức phá vỡ cấu trúc tế bào vật liệu này, sau đó duy trì lực nén trong quá trình gia nhiệt. Áp lực cùng nhiệt độ sẽ thúc đẩy sự hình thành liên kết hóa học giữa nguyên tử hydro và nguyên tử lân cận trong các sợi nano cellulose liền kề, giúp vật liệu trở nên bền chắc hơn nhiều lần.

Kết quả của quy trình là một loại vật liệu có độ cứng gấp 10 lần gỗ, chống được đạn. Tỷ lệ độ bền trên trọng lượng cũng cao gấp 10 lần thép, trong khi quá trình sản xuất giảm 90% phát thải carbon.

InventWood cho biết, với khả năng thay thế 80% thép, lượng carbon giảm thải trong quá trình sản xuất vật liệu mới sẽ giúp giảm hơn 2 tỷ tấn CO2. Thêm vào đó, công nghệ vật liệu này có khả năng khóa carbon trong suốt vòng đời tòa nhà, biến chúng thành các bể chứa carbon. Vật liệu gỗ thải cũng có thể sử dụng nhằm giảm tác động môi trường.

Hiện InventWood đang cung cấp siêu gỗ dạng tấm, ứng dụng trong lát sàn, ốp tường, khung cửa. Tới đây, doanh nghiệp sẽ cung ứng thêm dạng dầm siêu bền.

Về lâu dài, InventWood có kế hoạch sử dụng mạt gỗ, thường là phế phẩm trong quá trình sản xuất, để tạo ra dầm kết cấu với mọi kích thước.