Портал функционирует при финансовой поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям.

Нам предстоит век деревянный

В материалах рубрики использованы сообщения следующих журналов: «Economist» и «New Scientist» (Великобритания), «Geo» (Германия), «American Scientist», «Discover» и «Physics Today» (США).

Стадии развития цивилизации обычно называют по главным материалам данной эпохи: каменный век, бронзовый век, за ним железный… Мы живём в веке, который можно назвать углеводородным, полагает английский журнал «New Scientist». Наш век держится на угле, нефти и газе. Они позволяют нам выплавлять сталь, вырабатывать цемент, синтезировать пластики. Но при этом человечество засоряет окружающую среду углекислым газом и другими отходами такой деятельности, включая очень устойчивые пластмассы. Пора с этим заканчивать, переходить на цикличную экономику с воспроизводящимся сырьём. Таким сырьём будет дерево (см. «Наука и жизнь», № 5, 2020 г., статья «От чего дерево может нас сохранить?»).

Житель Черновцов (Украина) Василий Лазаренко, затратив полтора года труда, заменил кузов автомобиля «Опель» 1981 года выпуска на деревянный. Фото: V.Ugrin/Wikimedia Commons/CC BY-SA 3.0.
В городке Брумунддал на юге Норвегии в прошлом году возвели самое высокое деревянное здание мира. При высоте 85,4 м в нём 18 этажей, здесь размещаются квартиры, офисы, гостиница, ресторан и плавательный бассейн. На верхних 7 этажах использованы отдельные бетонные вставки — в основном для глушения шума. На полметра ниже «почти деревянное» здание в Вене (Австрия), но оно обладает железобетонным ядром жёсткости, поэтому настоящим деревянным не считается. Фото: NinaRundsveen/Wikimedia Commons/CC BY-SA 4.0.

Этот материал растёт сам собой, если ему не мешать. Вдобавок в процессе роста он заключает в себя и выводит из атмосферы углекислый газ. Конечно, у древесины есть немало недостатков. Прежде всего, её трудно стандартизировать: всем известно, что берёза отличается по свойствам от дуба или сосны, да и две берёзовые доски могут различаться по механическим и прочностным свойствам. Но ведь неоднотипны и разные сорта нефти, железной руды, сырья для цемента. Их перерабатывают, получая материалы с заданными свойствами. То же можно делать и с деревом. Другие недостатки: древесина огнеопасна, она может растрескаться, сгнить, её едят жучки и грибки… Дерево кажется менее прочным, хотя современные деревянные материалы — многослойные клеёные панели не уступают бетону. Чтобы их получить, древесину (чаще всего бук и ель) пилят на тонкие пластины и склеивают их между собой под прессом таким образом, чтобы направление волокон в соседних слоях «бутерброда» было перпендикулярным, крест-накрест. Правда, клей, составляющий 5% веса панели, по-прежнему делают из нефти. Строительные детали из такого материала не горят. К тому же деревянное здание легче железобетонного почти втрое, значит, и фундамент может быть менее солидным.

Однако возможности дерева далеко не исчерпываются строительством. Ведь 30—50% древесины составляет целлюлоза в виде тонких длинных волокон, прочность которых приближается к кевлару — синтетиче-скому материалу, из которого, в частности, делают бронежилеты, защитные перчатки, антипрокольные стельки. Ежегодно появляются порядка 5000 научных статей о разных вариантах применения целлюлозы, она уже сейчас заменяет нефтехимические материалы в красках, клеях, косметике, детских памперсах, даже в электронике. Ещё 30% древесины — лигнин, сложный полимер, добавляющий ей прочность. Остальное — так называемые гемицеллюлозы, углеводные материалы, связывающие между собой волокна целлюлозы. Эти три компонента и придают дереву его свойства.

Над тем, как можно использовать каждый из компонентов, задумываются в Швеции. Несколько лет назад сотрудники Центра исследований древесины в Стокгольме изобрели способ извлечения пигментов из дерева, получив прозрачный материал типа оконного стекла, но с лучшими теплоизоляционными свойствами. Некоторые компании работают над созданием из древесины материала для бутылок вместо пластмассы. Финны изобрели «деревянную пластмассу», изделия из которой штампуют на обычных прессах для пластмасс. Состав — 88% опилок, стружек и несортовой древесины и 12% клея, получаемого из отходов сахарного тростника. Как и обычная пластмасса, годится для переработки в новые изделия. Удалив из дерева половину лигнина и подвергнув остаток высокому давлению, в США изготовили «супердревесину», которая прочнее стали и сплавов титана. При падении на цементный пол она звенит, как стальная. Рассматривается применение её в автомобилях, самолётах и космической технике.

Словом, наше знакомство с деревом как материалом только начинается.

Другие статьи из рубрики «О чем пишут научно- популярные журналы мира»




Портал журнала «Наука и жизнь» использует файлы cookie. Продолжая пользоваться порталом, вы соглашаетесь с хранением и использованием порталом и партнёрскими сайтами файлов cookie на вашем устройстве. Подробнее