نوع جديد من الخشب قوته أضعاف الخشب العادي
توصّل باحثون في جامعة ماريلاند في الولايات المتحدة الأمريكية بعد عدة تجارب قاموا بها إلى ابتكار نوع جديد من الخشب يتميز بقوته البالغة أضعاف الخشب العادي؛ مما يعني إيجاد بديل طبيعي عن الكثير من المواد كـ: المعادن المستخدمة في شتى المجالات، ومنها: مجال البناء.
يقول البروفيسور (Hu, Liangbing) العضو في مركز الأبحاث في جامعة ماريلاند وقائد فريق البحث الذي ابتكر هذه المادة:
“تبلغ مقاومة الخشب الجديد للكسر والتشوه اثني عشر ضعفًا من مقاومة الخشب العادي، ويصل مقدار مقاومته للكسر -حتى بعد تشوّهه- إلى عشرة أضعاف الخشب العادي”.
حيث إنّ مقاومة الخشب الطبيعي للضغط تبلغ (46.7 MPa)، بينما الخشب الذي توصل إليه العلماء تصل مقاومته (548.8 MPa)!
وأضاف:
“يمكن أن يشكل ابتكار هذه المادة تحديًا بالنسبة للمواد الأخرى، مثل: (Steel) و(Titanium)، إنها قوية جدًا ومتينة، كما يمكن مقارنتها بألياف الكربون التي تمتاز بقوتها الفائقة، لكن المادة الجديدة أقل تكلفة بكثير من ألياف الكربون”.
ويقول (Teng Li) القائد المشارك في فريق البحث وبروفيسور الهندسة الميكانكية في جامعة ماريلاند:
“إنها مقاومة للكسر والتشوه بشكل جيد، وهذا مزيج لا يوجد عادة في الطبيعة”.
وقد تُوصّل إلى هذا النوع الجديد من الخشب عبر خطوتين بسيطتين:
الأولى: تسخين الخشب في محلول هيدروكسيد الصوديوم وكبريتات الصوديوم إلى حد الغليان؛ بهدف إزالة بعض العناصر من جدران خلايا الخشب.
الثانية: تعريض الخشب المُعَالج لقوة ضغط (5 MPa) عند درجة حرارة (100C◦)، ولمدة يوم كامل حتى تنهار جدرانه الخلوية، ثم الحفاظ عليه مضغوطًا مع تسخينه على نار هادئة.
وقد قام فريقه بتفحّص الخواص الميكانيكية للخشب الجديد، ووجدوا أنه قوي كالصلب، ولكنه أخف بست مرات، ويحتاج إلى ستة أضعاف القوة اللازمة لتكسير الخشب الطبيعي، كما يمكن تشكيله كليًا ضمن قوالب في بداية عملية تصنيعه”.
وقد قام الفريق باختبار كل من الخشب الطبيعي والخشب الجديد بإطلاق مقذوفات عليهما؛ وأظهرت النتيجة قوة الخشب الجديد مقارنة بالطبيعي الذي اختُرق بسهولة، بينما نجح الخشب الجديد بإيقاف المقذوفات بشكل جزئي.
يقول (Huajian Gao) الأستاذ في جامعة براون الأمريكية:
“تقدّم تلك الورقة البحثية نتائج تدعو للتفاؤل، حيث إنها تبشر بإمكانية صناعة مواد هيكلية عالية الأداء، وباحتمالية كبيرة لاستخدامها في مجالات واسعة تحتاج إلى مواد ذات مقاومة عالية. ومن المثير للاهتمام أنّ صناعة هذا النوع من الخشب سهلة إلى حد ما، وأنّ ذلك الخشب يصلح للاستخدام في مجالات كثيرة، كـ: الأبنية، وربما السيارات والطائرات، وفي كل مجال يدخل في صناعته المعدن”
فيديو توضيحي :
المصادر :
https://eng.umd.edu/news/story/super-wood-could-replace-steel
