Ультракомпактная древесина

08.08.2019

Ученые из Мэрилендского университета в Колледж-Парке открыли технологию получения нового высокофункционального структурного материала из древесины, который обладает впечатляющими свойствами.

"Ультракомпактная древесина" формируется кипячением деревянного блока в водном растворе сульфита натрия с добавлением натриевой щелочи. При этом происходит частичное удаление из древесины прочных структурных полисахаридов, лигнина и гемицеллюлозы. Казалось бы, это должно ослабить ее, однако затем образец сдавливается между металлическими пластинами пресса (снова при температуре 100 °C) под давлением 5 МПа, т. е. около 50 атмосфер. Такое воздействие сминает сохранившиеся наиболее стабильные полимеры, уменьшая образец примерно на 20 процентов и делая его втрое более плотным.

Эксперименты с таким материалом показали, что на растяжение он выдерживает в 11,5 раз большую нагрузку, чем необработанные образцы исходной древесины. Фактически этот показатель сравним со свойствами хорошей стали, и при этом "ультракомпактная древесина" остается намного легче нее. Но особенно эффектной оказалась демонстрация ее "пуленепробиваемых" характеристик. На видеозаписи видно, что снаряд, движущийся на скорости 30 м/с, легко прошивает обычную древесину, но задерживается слоем "ультракомпактной древесины" той же толщины.

Авторы добавляют, что детальный состав раствора для получения нового материала зависит от вида исходной древесины, но в любом случае не включает в себя ни дорогих, ни опасных для окружающей среды веществ.

"Ультракомактная древесина" способна стать подходящей "зеленой" альтернативой традиционным сталям для сооружения зданий и даже мостов, автомобильных кузовов и железнодорожных вагонов.

<< Назад: Искусственное солнце 08.08.2019

>> Вперед: У трудоголиков более упитанные дети 07.08.2019

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Дети, растущие рядом с природой, обретают крепкие кости 02.03.2026

Влияние окружающей среды на здоровье человека становится все более очевидным, особенно в детском возрасте. Новое исследование, опубликованное в журнале JAMA Network Open, показывает, что близость к природе напрямую связана с крепостью костей у детей. Ученые установили, что у детей, чьи дома окружены природными территориями в радиусе 1000 метров на 25% больше обычного, риск развития крайне низкой плотности костей снижается на 65%. Для проведения исследования были проанализированы данные более 300 детей, проживающих в городских, пригородных и сельских районах Фландрии в Бельгии. Плотность костной ткани у детей в возрасте от четырех до шести лет оценивалась с помощью ультразвуковых методов. Такой подход позволил безопасно и точно измерить состояние костей на ранних этапах формирования скелета. При анализе учитывались ключевые факторы, влияющие на рост и развитие детей: возраст, вес, рост, этническая принадлежность и уровень образования матери. На основании этих параметров исследоват ...>>

Самовосстанавливающаяся инфраструктура будущего 02.03.2026

Современные мосты и бетонные конструкции по всему миру сталкиваются с проблемой устаревания и износа. Многие сооружения, построенные до 1980-х годов, постепенно теряют свою несущую способность, что требует дорогого ремонта или полной замены. Недавние разработки ученых из Швейцарских федеральных лабораторий материаловедения и технологий (Empa) предлагают инновационное решение - систему укрепления бетонных конструкций с помощью "умной стали", способной самостоятельно устранять трещины и повреждения. В основе новой технологии лежит арматура из сплава на основе железа с эффектом памяти формы (Fe-SMA). Этот материал обладает уникальным свойством: при нагревании до 190-200 °C стержни стремятся вернуться к своей первоначальной конфигурации. В бетонной конструкции это создает внутреннее напряжение, которое затягивает трещины и выравнивает деформированные элементы, существенно повышая прочность и долговечность сооружений. Актуальность разработки объясняется критическим состоянием инфрастр ...>>

Поцелуи полезны для здоровья 01.03.2026

Вопрос о том, как социальные связи и близость с партнером отражаются на здоровье человека, привлекает внимание не только психологов, но и специалистов в области микробиологии. Новое исследование показывает, что совместное проживание с любимым человеком может оказывать значительное влияние на микробиом кишечника и общее самочувствие. Доктор Наоми Миддлтон, клинический психологи и эксперт по здоровью кишечника, объяснила, что все аспекты совместной жизни - поцелуи, совместное питание, физическая близость и даже просто пребывание рядом - тесно связаны с поддержанием сбалансированной кишечной микрофлоры. Она подчеркивает, что здоровье экосистемы кишечника во многом определяется социальными взаимодействиями и повседневной близостью с другими людьми. По словам Миддлтон, длительное совместное пребывание с партнером может способствовать увеличению микробного разнообразия в кишечнике, а также снижать воспалительные процессы, связанные со стрессом. Такой эффект обусловлен тем, что микробио ...>>

Управление снами для решения важных задач 01.03.2026

Сны на протяжении веков привлекали внимание философов, психологов и ученых, вызывая вопросы о том, насколько они отражают нашу реальность и могут ли влиять на мышление. Новое исследование нейробиологов из Northwestern University показывает, что содержание человеческих сновидений можно частично направлять, а фаза быстрого сна (REM) играет ключевую роль в творческом мышлении и поиске нестандартных решений. В эксперименте ученые использовали метод целенаправленной реактивации памяти (TMR). Пока участники спали, им подавали звуки, ассоциированные с головоломками, предложенными им ранее. Сигналы включались только после подтверждения мозговой активности, указывающей на фазу быстрого сна. В результате 75% испытуемых сообщили о появлении во сне образов или идей, связанных с нерешенными задачами. При этом головоломки, "проникшие" в сновидения, решались значительно чаще: 42% против 17% у задач, которые не фигурировали во сне. Исследователи подчеркивают, что это не прямое доказательство тог ...>>

Новый томат с повышенным содержанием витамина A 28.02.2026

Проблема дефицита витамина A остается одной из глобальных задач здравоохранения, особенно в регионах с ограниченным доступом к разнообразной пище. Недавние достижения биотехнологий позволяют создавать продукты, способные существенно улучшить питание населения, и одним из таких примеров стал новый томат, обогащенный витамином A. Исследователи из Университета Флориды разработали сорта томатов с повышенным содержанием бета-каротина - вещества, которое организм преобразует в витамин A. Работа была выполнена Джингвеем Фу, Дениз Тиеман и Баллой Ратиноспати в Институте пищевых и аграрных наук UF/IFAS. Созданные помидоры отличаются существенно более высоким уровнем бета-каротина по сравнению с обычными сортами, а также с продуктами, традиционно богатыми этим соединением, такими как сладкий картофель и капуста. По словам профессора Ратинасабапати, регулярное употребление всего 50-100 граммов этих обогащенных томатов может покрыть суточную потребность человека в витамине A, что делает их п ...>>

Случайная новость из Архива Превращение воды в металл 14.02.2024 Природно вода не является проводником электричества, за исключением случаев, когда содержатся примеси, позволяющие проходить току. Однако чистая вода может стать «металлической» только под чрезвычайно высоким давлением, которое трудно воспроизвести в лабораторных условиях. Но несколько лет назад исследователи обнаружили, что металличность в чистой воде можно вызвать не только через экстремальное давление. Процесс может быть запущен, если соединить чистую воду с щелочным металлом, таким как сплав натрия и калия. В этом случае проводимость сохраняется лишь на несколько секунд, но это значимый прорыв для науки. "Фазовый переход в металлическую воду можно увидеть невооруженным глазом. Серебристая капля натрия и калия начинает покрываться золотистой пленкой, что выглядит поразительно", - говорит физик Роберт Зайдель из Берлинского центра материалов и энергии имени Гельмгольца. При достаточно сильном давлении практически каждый материал может стать проводником, как утверждает теория. Идея заключается в том, что если атомы сжать достаточно сильно, орбитали внешних электронов начнут перекрываться, позволяя им двигаться. Для этого вода должна подвергнуться давлению около 48 мегабар. К примеру, атмосферное давление на Земле на уровне моря меньше в 48 млн раз. Тем не менее, такое давление было создано в лабораторных условиях, но они не подходили для изучения металлической воды. Поэтому команда под руководством химика-органика Павла Юнгвирта из Чешской академии наук обратилась к щелочным металлам. Такие вещества легко высвобождают свои внешние электроны, поэтому могут вызвать процесс обмена электронами в чистой воде под высоким давлением, но без него. Однако эксперимент столкнулся с серьезной проблемой: щелочные металлы реагируют взрывоопасно с водой. Исследователи нашли решение этой проблемы: вместо добавления металла в воду они добавили воду в металл. В камере с вакуумом команда получила каплю натриево-калиевого сплава, находящегося в жидком состоянии при комнатной температуре. Затем на каплю нанесли тонкую пленку чистой воды. При контакте электроны и катионы металлов (положительно заряженные ионы) перешли в воду из сплава. Этот процесс не только придал воде золотистый цвет, но и сделал ее проводником, как и при экстремальном давлении. Открытие металлических свойств воды без экстремального давления открывает новые перспективы для исследований в области физики и химии. Этот прорыв может иметь важные практические применения в различных областях науки и технологий, от разработки новых материалов до электроники и энергетики.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026