Ученые получили пуленепробиваемый материал из древесины

В журнале Nature Лянбин Ху (Liangbing Hu) и его коллеги из Мэрилендского университета в Колледж-Парке опубликовали статью, описывающую технологию получения нового высокофункционального структурного материала из древесины, и описали его впечатляющие свойства.

«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.