Общество

Ученые нашли новую экологичную замену пластику

Пластик и металл в ответственных отраслях могут заменить… бамбуком
Из бамбука может получиться легкий и прочный строительный материал, превосходящий по своим параметрам металл и пластик. Фото: shutterstock.com.

Из бамбука может получиться легкий и прочный строительный материал, превосходящий по своим параметрам металл и пластик. Фото: shutterstock.com.

Пластик и металл являются самыми распространенными конструкционными материалами. При этом в основном они производятся из невозобновляемых природных ресурсов, руды и нефти. Поэтому инженеры постоянно стараются найти им возобновляемую замену. а изучение новых экологичных материалов является одним из приоритетов науки. Помимо биопластика, получаемого из растений, ученые стараются улучшить свойства существующих природных материалов. Так, недавно из целлюлозы сделали оптоволокно, а кроссовки пошили из биопластика, который разлагается в ванне.

Последнее громкое открытие в этом направлении сделано группой ученых из Мэрилендского университета во главе с Чаоджи Чен. Они нашли способ сделать легкий и прочный строительный материал, превосходящий по своим параметрам металл и пластик, из… бамбука.

Стебель этой травы, как и древесина, состоит из двух основных компонентов: целлюлозы, отвечающей за прочность на разрыв, и лигнина, придающего характерную древесную твердость.

Как рассказывают в исследовании, опубликованном в журнале ACS Nano, сначала при помощи последовательного вымачивания в едком натре и сульфате натрия исследователи удалили лигнин, что смягчило клетки бамбука и сделало их более пористыми. В результате последующей химической делигнификации и нагрева в течение часа в микроволновой печи вода быстро покидала бамбук при нагреве, в результате чего он усушивался и превращался в плотный материал, что увеличивало предел прочности бамбука в два раза, а сопротивление ударам в три. Удельная прочность обработанного таким образом бамбука превосходит таковую у стали и большинства пластиков.

Итоговые замеры показали предел прочности обработанного бамбука на уровне 560 мегапаскалей, удельную вязкость (сопротивление ударам) - 6,8 мегаджоулей на 1000 кубических сантиметров, а предел прочности при изгибе - 248 мегапаскалей. Удельный вес такого бамбука один грамм на кубический сантиметр, за счет чего удельный предел прочности существенно превосходит дерево, многие виды пластиков и некоторые марки стали.

По мнению ученых, данная технология и природные данные – а бамбук является самой быстро растущей и высокой травой в природе - делает его привлекательным «зеленым» аналогом металлу и многим сортам пластика.