Майбутнє будівництва – екологічна деревина з оксидом заліза? Вчені заявили, що знайшли альтернативу бетону і сталі

Американські дослідники з Флоридського атлантичного університету, Університету Маямі та Окріджської національної лабораторії створили новий екологічно чистий будівельний матеріал на основі деревини, зміцнений феригідритом — природним оксидом заліза.

Результати було опубліковано в журналі “ACS Applied Materials and Interfaces”.

Читайте також: Друге “народження” тиранозавра не за горами? Науковці створюють шкіру древнього хижака

Ось уже тривалий час науковці та екологи у всьому світі шукають екологічну альтернативу бетону. Ще б пак, виробництво цементу, основного компонента бетону, спричиняє близько 8% глобальних викидів CO₂, а це більше, ніж усі авіаперевезення світу разом узяті. Крім того, виробництво цементу потребує високих температур (до 1450°C), що вимагає значних обсягів енергії — часто з викопного палива.

І ось вчені змогли запропонувати екологічно чисту та стійку альтернативу традиційним матеріалам, таким як бетон або сталь. Мова про будівельний матеріал на основі деревини.

Так, основою розробки стало вивчення лігноцелюлози — ключового компонента деревини та рослин. Щороку у світі виробляється близько 181,5 мільярда тонн деревини, що робить її багатим, поновлюваним ресурсом. Завданням проєкту стало створення міцного, легкого та екологічно безпечного матеріалу для будівництва мостів, будівель, меблів і підлогових покриттів.

Вчені вибрали кільцепористі породи — дуб, клен, вишню і горіх. Вони обробили деревину наночастинками феригідриту, отриманого з нітрату заліза і гідроксиду калію, впровадивши їх у клітинні стінки. Цей метод зміцнив внутрішню структуру дерева без помітного збільшення ваги.

Аналіз показав, що оброблена деревина стала значно міцнішою, зберігши колишню гнучкість. Для перевірки використовували атомно-силову мікроскопію і механічні випробування. Як зазначила Вівіан Мерк, старша авторка проєкту, важливо вивчати деревину на різних рівнях — від мікроструктури до цілих конструкцій.

Переваги нового матеріалу:

• стійкість до вологи та вогню;
• зниження викидів CO₂ під час виробництва;
• використання поновлюваних природних ресурсів;
• можливість заміни бетону у деяких сферах будівництва.

Наразі науковці продовжують дослідження, щоб удосконалити технологію та адаптувати її до масового виробництва. Вони також вивчають можливість застосування феригідриту в інших природних матеріалах для підвищення їхніх характеристик.

Читайте також: Вчені змусили ґрунт та рослини “світитися”: що відомо про живу систему для моніторингу довкілля

Розробка відкриває перспективи для сталого будівництва майбутнього, де міцність поєднується з турботою про довкілля.