Дослідники навчилися підвищувати міцність деревини за допомогою варіння дерев'яних брусків у лужному розчині і пресування. Після цієї процедури бруківки стають в п'ять разів тоншими і в 11,5 разів міцнішими, повідомляється в журналі.
Далеко не всі вчені-матеріалознавці розробляють нові матеріали з нуля, синтезуючи їх штучно. Деякі вважають за краще брати за основу вже існуючі природні матеріали і покращувати їх характеристики різними способами. Нерідко в якості основи використовується деревина - один з найпоширеніших природних матеріалів. Наприклад, минулого року вчені створили композитний аналог павутини, що на 90 відсотків складається з нановолокон целюлози, здобутих з дерева.
Дослідники під керівництвом Лянбін Ху (Liangbing Hu) з Мерілендського університету також взяли за основу деревину і розробили метод, що підвищує її міцність на порядок. Він складається з двох основних етапів. Спочатку дерев'яні бруски поміщаються в киплячий розчин гідроксиду і сульфіту натрію і варяться сім годин. Після цього їх кілька разів промивають киплячою деіонізованою водою і видаляють залишки розчину. Така обробка залишає в деревині майже всі целюлозні волокна, але видаляє більшу частину оточуючих їх лігніна і геміцелюлози. За рахунок цього деревина стає більш пористою і менш жорсткою.
Після цього деревні бруски пресуються при температурі 100 градусів Цельсія. Тести дослідників на дубових і липових брусках показали, що при цьому їх товщина зменшується в п'ять разів, а щільність збільшується в три рази, тоді як без видалення лігніна і геміцелюлоз щільність змінюється набагато слабкіше.
Крім цього вчені протестували механічні властивості обробленого дерева. З'ясувалося, що після обробки міцність липи зростає в 11,5 разів з 52 до 587 мегапаскалей. Дослідники змогли зміцнити до схожих значень (608 мегапаскалів) дубові бруски, але їх міцність була спочатку вдвічі вищою. Така міцність порівнянна з багатьма марками нержавіючої сталі. Крім цього, питома міцність такої деревини виявилася помітно вище, ніж у багатьох сплавів, наприклад, в 1,7 разів вище, ніж у титанового сплаву Ti-6Al-4V.
Вчені проаналізували структуру на скануючому мікроскопі і з'ясували, що на відміну від спресованої деревини, з якої не видалялися лігнін і геміцелюлози в обробленій деревині целюлозні структури при пресуванні стають набагато ближче і переплітаються.
У 2016 році ця група дослідників створила схожим чином інший матеріал на основі деревини. Замість того, щоб пресувати дерево після варіння вони залили її епоксидною смолою, яка видалила з порожнин всередині деревини повітря і зробила її прозорою.