Všímáme si

Dřevo, které není z lesa. Je pevné a nehoří

Tým vědců představil novou skupinu takzvaných polymerických dřev. Nová dřeva mají jedinečnou kombinaci vlastností: jsou nehořlavá, velmi pevná a skvěle izolují. Jejich výroba přitom na rozdíl od vzniku přírodního dřeva nezabere desítky let, ale pouze hodiny.

Dřevo, které není z lesa. Je pevné a nehoří
Dřevo, které není z lesa. Je pevné a nehoří

Dřevo je výjimečný materiál, vyniká mechanickými, izolačními i estetickými kvalitami. Není proto divu, že se důkladná analýza jeho vlastností a složení stala inspirací i pro výrobce umělých stavebních a konstrukčních materiálů. Výzkum zaměřený na výrobu kompozitů na dřevní bázi již dříve vyvinul například „super dřevo“, tedy chemickými a tepelnými procesy uměle zahuštěný kompozit, který má podobné fyzikální vlastnosti jako karbonové vlákno, ale jeho výroba je levnější.

Podobně se některé vlastnosti dřeva snaží imitovat i již běžně používané materiály, které kombinují dřevní celulózu a syntetické složky. Takzvané dřevoplasty jsou vhodné třeba pro vstřikování nebo 3D tisk. Tyto kompozity často využívají odpadní dřevní štěpky nebo piliny. Dřevo kombinují s pryskyřicí. Tou bývá polypropylen nebo za určitých podmínek biologicky rozložitelný polymer PLA. Dřevoplasty se využívají při výrobě drobnějších komponentů či k imitacím prkenných podlah. Při jejich výrobě je výhodou, že odpadní surovina částečně nahrazuje používaný polymer. Jejich nevýhodou ovšem zůstává, že jsou hořlavé a náchylné vůči působení vlhka a kyselého prostředí.

Skupina polymerických dřev, nově představená týmem vědců v časopise Science Advances, vyniká mechanickými vlastnostmi srovnatelnými s dřevem přírodním. Na rozdíl od dřevoplastů ale právě přírodní dřevo neobsahují. Oproti výše zmíněným kompozitům jsou tyto materiály ve výsledku výrazně odolnější vůči vlhkosti, kyselému prostředí a ohni. Zároveň mají lepší termoizolační vlastnosti. A v neposlední řadě je velkou výhodou krátká doba jejich výroby, což může usnadnit průmyslovou výrobu ve velkém.

Jak se tyto přírodou inspirované materiály podobají pravému dřevu? Strukturou. Jedno z tajemství pevnosti pravého dřeva vězí v přírodním polymeru, který se nazývá lignin. Lignin se vyznačuje strukturou připomínající síť, která k sobě váže drobné krystality (mikroskopické krystaly), další důležité součásti dřeva celulózy. V syntetických dřevech nahradili výzkumníci lignin syntentickým polymerem resolem, který má podobnou strukturu. A na resol navázali různorodé syntetické krystality, čímž vznikla celá skupina kompozitů. Vlastnosti (například barvu) jednotlivých variant lze totiž ovlivňovat právě v závislosti na přidaných krystalitech.

V průběhu zrání tyto nové kompozity nabývají struktury podobající se buněčně struktuře přírodního dřeva. Právě to dodává materiálům pružnost a pevnost. A protože resol zpomaluje hoření, lépe vzdorují ohni než dřevo samotné či jeho jiné napodobeniny.

Kombinace všech zmíněných vlastností činí z této nově představené skupiny potenciálně velmi zajímavé materiály – zejména pro stavební, případně lodní, letecké a jiná průmyslová odvětví. Zda a jak moc se tato „nová dřeva“ rozšíří, zůstává otázkou. Studie totiž nepojednává o ekonomické nákladnosti výroby, a o dnes často diskutované ekologické náročnosti výroby daného materiálu mlčí. O tom, že syntetické dřevo nebude radno nosit do lesa, ostatně vypovídá už jenom holý fakt, že průmyslový syntetický polymer resol, který tvoří základní strukturu syntetického dřeva, je polymerem formaldehydu.

Text: František Marčík, ilustrace: Taja Spassková

15. 9. 2018

Komentáře

PŘEDMĚT	AUTOR	DATUM
Rozporuplné pocity	Michael Rada	17.9.2018 19:07
Re: Rozporuplné pocity	Tereza Lišková	18.9.2018 17:15
Re: Rozporuplné pocity	Kateřina Zvelebilová	17.10.2018 15:49