Последнее изобретение ученых – деревянные ножи, которые прочнее стали. А еще из древесины теперь делают нержавеющие гвозди и строят огнеупорные дома.
Как обычное дерево стало высокотехнологичным чудом? И что еще можно сделать необычного из этого природного материала? Об этом рассказали в программе "Наука и техника" с Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.
Карандаш может натренировать мозг
Оказывается, грызть карандаш – это не просто вредная привычка, а эффективный способ улучшить память. К такому выводу пришли ученые из Южной Кореи.
Они провели любопытный эксперимент: одним студентам дали жвачку, а другим – карандаши, которые можно было держать во рту во время занятий. Результат оказался неожиданным: учащиеся-грызуны справлялись с заданиями лучше, и их успехи росли вместе с интенсивностью жевательных движений. Оказалось, все дело в особом веществе древесины карандаша – глутатионе.
"Антиоксидант глутатион играет важную роль в защите нейронов мозга от окислительного стресса, который вызывает ухудшение памяти", – пояснил профессор факультета математики Национального университета Кёнпук Ким Сан Дон.
Так что обычный карандаш может быть отличным тренажером для мозга. Но это лишь малая часть удивительных возможностей древесины. Сегодня инженеры превращают это привычное сырье в высокотехнологичный материал будущего.
Автомобили из дерева оказались невероятно экономичны
Вьетнамский блогер и автоконструктор Труонг Ван Дао создает удивительные автомобили из дерева. Одни из них работают на бензине, другие – на электричестве. Но все они невероятно экономичны: потребляют совсем мало топлива или энергии.
"Дело в том, что кузов из дерева радикально снижает вес автомобиля, а значит, ему требуется гораздо меньше энергии, чтобы двигаться", – отметил инженер-конструктор деревянных автомобилей Труонг Ван Дао.
Древесина может стать прочнее стали
Деревянный кузов – не значит хрупкий. Американская компания создала древесину, которая в 10 раз прочнее стали. Из нее можно не только строить дома, но и делать вагоны поездов и кузова автомобилей.
ФОТО: Кадр программы "Наука и техника", РЕН ТВ
Удар, который расколет бетонный блок, оставит лишь небольшую вмятину на такой доске. Это дерево нового поколения: оно не горит, не гниет, ему не страшны ни вода, ни насекомые, ни царапины. Секрет – в особой технологии. Древесину пропитывают специальным раствором, а затем так сильно спрессовывают, что ее волокна на молекулярном уровне сливаются в неразрушимый монолит.
"Этот процесс называется молекулярной реструктуризацией. Мы обрабатываем целлюлозу химикатами пищевой промышленности, а затем сжимаем, чтобы увеличить количество водородных связей между молекулами", – рассказал генеральный директор компании – разработчика прочной древесины Алекс Лау.
Работать с таким деревом непросто – нужны особо прочные инструменты. Но, по словам создателей технологии, долговечность готовой конструкции оправдывает все сложности. И энтузиазм американских инженеров разделяют архитекторы по всему миру.
Яркий пример – проект в Японии. 70-этажный небоскреб высотой 350 метров, внутренний каркас которого будет полностью деревянным, а внешний – из комбинации дерева и стали.
"Мы планируем строить из клееного бруса японского кедра. Всего потребуется 6,5 миллиона кубометров древесины", – отметил директор лесопромышленной компании Ацухиса Огура.
Этот небоскреб будет невероятно дорогим, ведь сегодня строительство из дерева обходится примерно на 20% дороже, чем из бетона и кирпича.
Опилки могут стать дешевым стройматериалом
Красноярские ученые придумали, как строить из дерева в два раза дешевле. Они создали новый брус, который по крепости не уступит дубу, а стоит меньше сосны. Его делают из обычных опилок. Так отходы пилорам превращаются в ценный стройматериал. Это решение помогает и экономить деньги, и беречь природу.
"Первая проблема – большое количество отходов предприятий лесопиления. Только в одном Красноярском крае ежегодно производится более 4 миллионов кубических метров отходов лесопиления, которые некуда утилизировать", – обратил внимание проректор по научной работе СибГУ им. М.Ф. Решетнева Павел Колесников.
Технология производства бруса из опилок уникальна: мощное давление и водяная струя склеивают частицы древесины без каких-либо токсичных смол. Это делает материал на 100% экологичным. Дополнительная пропитка придает ему огнестойкость. Такой брус отлично держит тепло, что позволяет строить из него дома даже в суровых условиях Арктики.
"Кроме этого, разработаны технологические решения модификации древесины малоценных пород. Наши разработки позволяют получать из малоценных пород, таких как береза, древесину высоких классов", – подчеркнул Колесников.
Новые древесные плиты и брусья проходят суровую проверку: их давят и растягивают, испытывают на разрыв.
"Мы видим, что наши разрабатываемые материалы по механической прочности при изгибе соответствуют действующим стандартам, и мы можем их использовать как для строительства, так и для производства мебели", – поделился подробностями старший научный сотрудник лаборатории "Биорефайнинг лесных ресурсов" СибГУ им. М.Ф. Решетнева Михаил Баяндин.
В США придумали прозрачную древесину
Этот инновационный материал может стать заменой и стеклу, и пластику. Он прекрасно пропускает свет, но, в отличие от стекла, его невозможно разбить камнем или другим предметом. Прочность такой стеклянной древесины сравнима с металлом.
"Как сделать дерево прозрачным? Мы нашли ответ на этот вопрос. Древесина состоит из трех основных компонентов: целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина. Мы удалили лигнин и гемицеллюлозу, а чтобы скрепить волокна использовали не эпоксидную смолу, а рисовый экстракт и белок куриного яйца", – пояснила профессор кафедры химии и биохимии Государственного университета Кеннесо Кэрол Крестенсен.
Сейчас прозрачное дерево стало еще функциональнее. Добавив в него сеть серебряных нанонитей, ученые наделили материал электропроводностью. Теперь его можно применять в сенсорах, солнечных панелях и электронике. Например, для создания сверхпрочных деревянных экранов гаджетов.
Как производят деревянную ткань
В Европе дерево научились превращать в ткань. Этот прочный и гибкий материал, разработанный в Италии и Германии, составит конкуренцию коже в производстве одежды, обуви, сумок и аксессуаров.
"В производстве деревянной ткани применяется только высококачественный шпон из экологически чистого лесного сырья. Тонкая натуральная древесина приклеивается к текстильной основе, а затем обрабатывается лазером. Лазерная гравировка придает поверхности дерева гибкость. При желании материал можно покрыть защитным слоем лака или масла", – отметил управляющий директор компании – производителя ткани из дерева Аксель Грох.
Дерево может защитить от болезней
Финские ученые тоже экспериментируют с деревом: они нашли способ превратить деревянную мебель в защитника от вирусов и бактерий. Представьте: вы работаете, а ваш стол обеззараживает воздух.
Все дело в натуральном химическом составе древесины. Смоляные кислоты, терпены и фенолы, которые содержатся в массиве дерева, постепенно испаряются и эффективно уничтожают болезнетворные микробы вокруг.
"Хвойные породы дерева, например, ель и сосна, продемонстрировали превосходную противовирусную активность против коронавирусов. Они очищают воздух вокруг всего за 10–15 минут. Дуб оказался эффективен против безоболочечных энтеровирусов, которые провоцируют множество недугов – от легких лихорадок до менингита", – рассказал профессор кафедры материаловедения и технологий обработки древесины Университета Восточной Финляндии Антти Хаапала.
Финские ученые впервые детально изучили, как разные породы дерева воздействуют на здоровье. Выводами уже пользуются мебельные компании. Возможно, вскоре для профилактики гриппа будут прописывать не микстуру, а тумбочку из ели.
Но и это не предел: сейчас инженеры активно рассматривают проект использования хвойных пород в космосе. Это не фантастика, а реальный концепт космического корабля "Хризалис" длиной 58 километров. На его борту разместятся 2000 колонистов и две масштабные экосистемы – тропический лес и тайга.
Цель миссии – за 400 лет достичь звездной системы Альфа Центавра и основать колонию на новой планете. И даже если будущей цивилизации придется начинать все с начала, добывать огонь трением и изобретать колесо, у них под рукой будет универсальный помощник – дерево.
Еще больше интересного от РЕН ТВ – в канале "Рен. Знание" мессенджера MAX