Ingenieurs van de Universiteit van Maryland in College Park hebben een manier gevonden om de fysieke eigenschappen van hout te verbeteren. Na een bepaalde behandeling kan het materiaal qua sterkte en stijfheid concurreren met staal, titaniumlegering, koolstofvezel, maar tegelijkertijd blijft het licht en goedkoop. De onderzoeksresultaten worden gepubliceerd in het tijdschrift Nature.
"De nieuwe manier om hout te verwerken, maakt het 12 keer sterker dan conventioneel hout en 10 keer stijver", zegt onderzoeksteamleider Liangbin Hu. Zoals het tweede hoofd van het onderzoek, Teng Li, opmerkt, komt de combinatie van deze twee kwaliteiten praktisch niet voor in de natuur.
"Het nieuwe hout is zo sterk als staal, maar zes keer lichter", zegt Teng Li. "En het kost 10 keer meer energie om het af te breken in vergelijking met natuurlijk hout." Wetenschappers hebben zelfs hun eigen uitvinding getest op penetratie van kogels: als een natuurlijk monster door een kogel werd doorboord, werd het bewerkte stuk alleen beschadigd.
Het geheim van het verbeteren van het materiaal bestaat uit een tweedelige verwerking: ten eerste wordt het hout 'gekookt' in een oplossing van natriumhydroxide en natriumsulfiet, waardoor het gedeeltelijk wordt ontdaan van lignine (een polymeerverbinding in de plantencelwand die dient als een natuurlijk bindend element) en hemicellulose (een polysaccharide dat de celwand versterkt); de cellulose blijft "ongedeerd". Dit wordt gevolgd door de fase van heet persen, wanneer het materiaal wordt verdicht door de gelijktijdige toepassing van warmte en druk - nieuwe waterstofbruggen worden gevormd tussen de cellulosemoleculen. De onderzoekers benadrukken dat deze methode universeel is voor verschillende houtsoorten en vrij eenvoudig te implementeren is.
Een materiaal met zulke hoge prestaties in de toekomst heeft een zeer breed scala aan toepassingen. "Het kan worden gebruikt in auto's, vliegtuigen, gebouwen - overal waar staal wordt gebruikt", zegt Liangbin Hu. Bovendien kunnen zachte houtsoorten zoals dennen of balsa, die de neiging hebben om snel te groeien, worden blootgesteld aan deze fysisch-chemische aantasting om bijvoorbeeld bij de meubelmakerij langzaam groeiende, dichtere houtsoorten (teak) te vervangen.
