Investigadores estadounidenses han mejorado significativamente la resistencia de la madera mediante materiales sólidos a nanoescala.
La idea de los científicos de Universidad Atlántica de Florida, Universidad de Miami y el Laboratorio Nacional de Oak Ridge fue mejorar químicamente La lignocelulosa
es una materia seca vegetal compuesta por polímeros de hidratos de carbono (celulosa, hemicelulosa) y un polímero aromático (lignina). El mundo produce 181.500 millones de toneladas de madera al año, lo que la convierte en un prometedor recurso renovable.
«Al observar la madera a diferentes niveles — desde las estructuras microscópicas del interior de las paredes celulares hasta la pieza de madera completa — pudimos aprender más sobre cómo mejorar químicamente los materiales naturales para su uso», — explica el autor principal del estudio Vivian Merck.
El objetivo de los investigadores era comprobar si la adición de minerales a nanoescala ultrarresistentes podría hacer la madera aún más resistente sin aumentar su peso, costes de producción o impacto ambiental. Tras estudiar las maderas duras, los científicos eligieron el roble rojo.
Los científicos lograron obtener ferrihidrita — mineral natural de óxido de hierro. Para ello, combinaron nitrato ferroso e hidróxido potásico. El mineral resultante debía inyectarse en la estructura interna de la madera. Como resultado, la madera se hizo aún más resistente y casi no ganó peso adicional.
A pesar de la mayor resistencia de la estructura interna de la madera tras el tratamiento, su comportamiento general a la flexión o a la fractura no ha cambiado significativamente. Los investigadores afirman que este material ecológico puede actuar como alternativa al acero y al hormigón en construcción de edificios de la empresa son el mobiliario, los puentes, los muebles y los suelos.
Para analizar a fondo la estructura de la madera, el equipo de investigación utilizó la microscopía de fuerza atómica, que les permitió comprobarla a un nivel muy fino rigidez y elasticidad. También utilizaron otro método llamado AM-FM para hacer observaciones precisas de cómo los tratamientos minerales cambian la estructura interna de la madera.
«Al reforzar la madera natural con métodos respetuosos con el medio ambiente y rentables, nuestros investigadores están sentando las bases de una nueva generación de biomateriales que podrían sustituir potencialmente a materiales tradicionales como el acero y el hormigón en las estructuras de los edificios», — subrayó Decano de la Facultad de Ingeniería e Informática Stella Batalama.
Los resultados del estudio se publicaron en la revista ACS Applied Materials and Interfaces
Fuente: Interesting Engineering
Spelling error report
The following text will be sent to our editors: