Хай-тек Сказки прочного бамбука

Рубрика «Хай-тек» Николая Гринько на «Вестях FM».

Группа ученых из Мэрилендского университета придумала, как сделать из бамбука легкий и прочный строительный материал. Стебель бамбука, как и древесина, состоит из двух основных компонентов: целлюлозы, отвечающей за прочность на разрыв, и лигнина, придающего характерную древесную твердость. Сначала при помощи последовательного вымачивания в едком натре и сульфате натрия исследователи удалили лигнин, что смягчило клетки бамбука и сделало их более пористыми. Затем делигнифицированные стебли в течение часа нагревали в микроволновой печи. За счет образовавшихся на первом этапе пор вода быстро покидала бамбук при нагреве, в результате чего он усыхал и превращался в плотный материал. Нагрев микроволнами необходим, потому что – в отличие от, например, воздушной сушки – он действует равномерно на всей глубине и не приводит к растрескиванию. В результате предел прочности обработанного бамбука стал 560 мегапаскалей, удельная вязкость – 6,8 мегаджоулей на 1000 кубических сантиметров, а предел прочности при изгибе – 248 мегапаскалей.

Коллектив редакции нашей программы поясняет не слишком понятные цифры: бамбук в результате обработки химикатами и микроволновым излучением стал примерно в 3 раза прочнее, чем до эксперимента. При этом его удельный предел прочности превзошел дерево, пластик и даже некоторые марки стали — это значит, что, например, трехтонная конструкция, построенная из обработанного бамбука, будет прочнее стальной с таким же весом.

А теперь давайте разберемся, зачем вообще ученым потребовалось увеличивать прочность бамбука. Все дело в экологии. Вот уже несколько десятилетий исследователи пытаются найти замену материалам, загрязняющим природу, а также тем, при производстве которых экосистеме планеты наносится вред. Возможно, вы удивитесь, но в этот список входит подавляющее большинство ресурсов, производимых человечеством. Бамбук с этой точки зрения очень привлекателен: он неприхотлив, очень быстро растет и к тому же обладает завидной прочностью, которая, правда, недостаточна для конструирования из него больших форм. Утроив эту прочность, можно существенно расширить рамки применения этого экологически чистого и, кстати, биоразлагаемого материала. Правда, нужно будет решить вопрос, как сделать так, чтобы он не «биороазложился» раньше времени, но с этим, как нам кажется, ученые легко справятся. И, может быть, в недалеком будущем мы будем жить в бамбуковых небоскребах, передвигаться на бамбуковых электромобилях и даже спокойно летать на бамбуковых самолетах. Хотя...