Materiais Avançados

Madeira super dura supera o aço e iguala titânio

Redação do Site Inovação Tecnológica -  08/02/2018

A madeira tratada é 12 vezes mais forte e 10 vezes mais dura do que a madeira natural original.[Imagem: Universidade de Maryland]

Supermadeira

Estes engenheiros da Universidade de Maryland, nos EUA, não estão rindo à toa.

Eles descobriram uma maneira de tornar a madeira mais de 10 vezes mais forte e mais resistente, criando uma substância natural que é mais forte do que o aço e até do que muitas ligas de titânio.

A madeira tratada com uma técnica simples em duas etapas é forte e resistente, uma combinação que não é geralmente encontrada na natureza - ela é tão forte como o aço, mas seis vezes mais leve.

É preciso 10 vezes mais energia para fraturar a supermadeira do que a madeira natural original, antes do tratamento - em termos técnicos, ela tem 10 vezes mais tenacidade, que é a resistência à tensão mecânica. Além disso, a madeira em lâminas pode ser dobrada e moldada no início do processo.

"Esta nova maneira de tratar a madeira torna-a 12 vezes mais forte do que a madeira natural e 10 vezes mais dura," acentuou o professor Liangbing Hu. "Isso pode ser um concorrente para o aço ou até mesmo para ligas de titânio [porque] ela é tão forte e durável [quanto esse metais]. Também é comparável à fibra de carbono, mas muito mais barata."

Como deixar a madeira superdura

"Nosso processo de duas etapas envolve a remoção parcial da lignina e da hemicelulose da madeira natural através de um processo de ebulição em uma mistura aquosa de NaOH [soda cáustica] e Na₂SO₃ [sulfito de sódio], seguida de prensagem a quente, levando ao colapso total das paredes celulares e à densificação completa da madeira natural, com as nanofibras de celulose [ficando] altamente alinhadas.

"Demonstramos que esta estratégia é universalmente eficaz para várias espécies de madeira. Nossa madeira processada tem uma força específica maior do que a maioria dos metais e ligas estruturais, tornando-se uma alternativa leve, de alto desempenho e de baixo custo," explicaram Jianwei Song e seus colegas.

Os testes da supermadeira incluíram disparar sobre ela projéteis semelhantes a balas de armas de fogo. O projétil passou direto através da madeira natural, mas ficou encrustado na madeira tratada - ou seja, é essencialmente uma madeira à prova de balas.

Aplicações da supermadeira

Além de um substituto para o aço e algumas ligas, a madeira superforte poderá também aliviar a pressão para o cultivo e extração de madeiras mais nobres e mais duráveis.

"Madeiras macias, como o pinho ou a balsa, que crescem rapidamente e são mais amigáveis com o meio ambiente, poderão substituir bosques mais lentos, mas mais densos, como a teca, em móveis ou edifícios," disse Hu.

"Esse tipo de madeira poderia ser usado em carros, aviões, edifícios - qualquer aplicação onde o aço é usado," finalizou.

Bibliografia:

Processing bulk natural wood into a high-performance structural material
Jianwei Song, Chaoji Chen, Shuze Zhu, Mingwei Zhu, Jiaqi Dai, Upamanyu Ray, Yiju Li, Yudi Kuang, Yongfeng Li, Nelson Quispe, Yonggang Yao, Amy Gong, Ulrich H. Leiste, Hugh A. Bruck, J. Y. Zhu, Azhar Vellore, Heng Li, Marilyn L. Minus, Zheng Jia, Ashlie Martini, Teng Li, Liangbing Hu
Nature
Vol.: 554, pages 224-228
DOI: 10.1038/nature25476