Chế tạo ra loại “gỗ siêu cứng” có thể thay thế cho thép

Các kỹ sư ở Hoa Kỳ đã tìm ra cách để làm cho gỗ cứng hơn và dai hơn 10 lần, một loại vật liệu bền chắc hơn cả nhiều loại hợp kim titan.

Liangbing Hu (trái) và Teng Li, các kỹ sư thuộc đại học Maryland, đã tìm ra cách làm cho gỗ cứng và dai hơn 10 lần. (ảnh: ĐH Maryland)

“Cách xử lý gỗ mới này làm cho nó cứng hơn 12 lần và dẻo dai hơn 10 lần so với gỗ tự nhiên,” ông Liangbing Hu thuộc khoa cơ khí, ĐH Maryland cho biết. Ông cũng là người đứng đầu nhóm nghiên cứu, và thành quả này của họ đã được đăng tải vào ngày 8/2 trên tạp chí Nature.

“Loại vật liệu này có thể cạnh tranh với thép và thậm chí các hợp kim titan, nó rất cứng và bền chắc. Nó có thể so sánh với sợi cácbon, nhưng rẻ hơn nhiều.”

“Loại vật liệu này vừa cứng vừa dẻo dai, hai đặc tính thường trái ngược nhau trong tự nhiên,” Teng Li, đồng trưởng nhóm, cho biết. Nhóm của ông đã đo lường các đặc tính cơ học của gỗ đặc. “Nó cứng như thép, nhưng nhẹ hơn gấp 6 lần. So với gỗ tự nhiên, cần một năng lượng gấp 10 lần mới bẻ gãy được nó. Loại vật liệu này thậm chí còn có thể uốn cong và đúc theo khuôn tại giai đoạn đầu của quá trình xử lý.”

(Ảnh: ĐH Maryland)

Nhóm cũng đã kiểm tra so sánh bằng cách bắn những đầu nhọn tương tự như đạn vào vật liệu gỗ mới này và gỗ tự nhiên. Kết quả cho thấy, đầu đạn bắn thẳng xuyên qua gỗ tự nhiên. Còn đối với loại gỗ đã qua xử lý, đầu nhọn chỉ xuyên qua được một nửa đường.

“Các loại gỗ mềm như gỗ thông hoặc gỗ bấc (balsa), lớn nhanh và thân thiện với môi trường, có thể thay thế cho các loại gỗ đặc nhưng lớn chậm như gỗ tếch trong đồ nội thất hoặc xây dựng,” ông Hu cho biết.

Phương pháp xử lý này có thể áp dụng cho nhiều loại gỗ khác nhau và cũng khá dễ thực hiện.

Cốt lõi của quá trình xử lý là việc tách lignin, một loại keo giữa các tế bào gỗ. Tuy nhiên, chỉ khi loại bỏ một lượng vừa đủ lignin thì mới tối đa hóa độ cứng của gỗ, còn bỏ đi quá ít hay quá nhiều lignin đều sẽ không đạt tới được độ cứng tối đa.

“Loại gỗ này có thể được sử dụng trong xe hơi, máy bay, các công trình xây dựng… bất cứ ứng dụng nào có dùng thép trong đó,” ông Hu bổ sung. Nếu xét tới sự đa dạng và sẵn có của gỗ cũng như các thực vật giàu xenlulozơ khác, nghiên cứu này mở ra rất nhiều hướng cho chúng ta sáng tạo.

Theo sciencedaily.com,

Phong Trần