Вчені з Кіотського університету представили унікальний матеріал — вирощену в лабораторії деревину, яка перевищує сталь за міцністю на одиницю маси і водночас в п’ять разів легша. Цей інноваційний матеріал вже розглядають як потенційну заміну металів та бетону у будівництві, транспорті, авіації та навіть космічних проектах.
В основі матеріалу — целюлозні нановолокна (CNF), витягнуті з рослинної біомаси, такої як солома, тирса та сільськогосподарські відходи. Волокна обробляють на нанорівні, ущільнюють та з’єднують природною смолою на основі лігніну під високим тиском, створюючи монолітний блок з високою щільністю, термостійкістю та водозахистом.
Новий матеріал не є фанерою, композитом чи стружковою плитою. Він ближчий до біологічного карбонового волокна, має однорідну структуру, стійку до деформацій, температурних перепадів та механічних навантажень. Експериментальні зразки показали міцність на розрив, що перевищує м’яку сталь, при масі на 80% меншій за метал.
Важливою перевагою є оброблюваність: матеріал можна пиляти, фрезерувати, свердлити, різати лазером і навіть друкувати 3D, не втрачаючи його механічних властивостей.
Першими полігонами для CNF-деревини стали японські архітектурні бюро та дослідницькі лабораторії. Ведуться розробки сейсмостійких будівель, легких мостів та модулів житлової забудови. Матеріал також поглинає вібрації та шум, що особливо важливо у густонаселених містах.
У автопромі CNF використовують у двигунах: кришки моторних відсіків показали зниження ваги на 25% та підвищення теплової стійкості, що дозволило економити до 11% палива та зменшити викиди CO₂.
Японські вчені спільно з JAXA створили перший у світі дерев’яний супутник LignoSat, який згоряє в атмосфері без залишку металевого сміття, що вирішує проблему космічного забруднення.
Вирощена деревина виробляється з відходів сільського господарства, не потребує видобутку руд чи хімічно небезпечних смол. Під час виробництва матеріал поглинає вуглекислий газ, є біорозкладним і безпечним для природи.
Японський уряд уже запустив багатомільярдну програму для заміни сталі та бетону у державній інфраструктурі. Планується використання CNF-деревини у будівництві залізниць, мостів, модульного житла та інших об’єктів, що зробить інфраструктуру легшою, тихішою та екологічнішою.
