Кто бы мог подумать объединить древесную массу и иссушенные экзотические морские существа? Исследователи из Национального института стандартов и технологий. Как оказалось, не зря.
Морские оболочники – подтип экзотических беспозвоночных существ, часто встречающихся в Азиатской кухне – были объединены с древесной массой для формирования нового композитного материала, который является не только гибким, устойчивым и нетоксичным, но ещё и отражающим ультрафиолетовый свет. Как утверждают исследователи, материал может использоваться в строительстве, упаковке пищевых продуктов, биомедицинских устройствах, автомобилях, грузовиках и лодках.
Ученые сначала удаляют лигнин (изолирующий материал) древесины кислотой, который затем создает молочный раствор. Этот раствор в конечном счёте высыхает, образуя новый материал со структурой «Булиган», в которой молекулы складываются в скрученные и спиральные формы. Эти структуры устойчивы к растрескиванию, но оставались, в конечном счете, слабыми и неспособными удерживать большой вес.
До сегодняшнего дня.
Команда исследователей предположила, что объединение коротких древесных наноцеллюлозных стержней с другим природным материалом с более длинными кристаллическими стержнями приведет к чему-то новому, что было бы невероятно сильным и гибким. При использовании соответствующих добавок этот новый материал можно использовать для создания пленок, которые могут замедлить диффузию воды и кислорода. Вот как на горизонте появились оболочники, внутренние структуры которых состоят из длинной высококристаллической нано-целлюлозы.
«Оболочники представились, как золотой стандарт, благодаря их физическим свойствам», – делится один из исследователей, Йохан Фостер, из Политехнического университета Виргинии, работающий со сбором оболочников и их исследованием по всему миру. Фостер занимался сбором и поставкой оболочников для проекта из Западной Франции, где они не пользуются особой популярностью.
Если добавить небольшой оболочник в композит из древесной целлюлозы, он сделает его немного более жестким и не позволит быстро сломаться, а также обеспечит большую гибкость. «Добавьте 10%, и он станет вдвойне сильнее. Если же ваша смесь будет состоять из 30% оболочников и 70% древесины, то полученный композит будет в 15-20 раз сильнее. Больше этого вы прочности не увидите», – говорит один из исследователей.
Оболочники сильно распространены, однако, дорогие в обработке. Поэтому точно знать, сколько оболочников добавить в композит станет ключевым фактором к расширению их использования в будущем и к обеспечению доступности любого конечно продукта.
Команда исследователей планирует провести дальнейшие испытания подобной смеси, которые смогут быть изготовлены для производства эластичных, гибких и отражающих ультрафиолетовый свет композитов для использования в устойчивых, легковесных автомобилях и аэрокосмических транспортных средствах.
