Cientistas criam super-madeira que pode substituir o aço e até mesmo ligas de titânio

Engenheiros da Universidade de Maryland, EUA, conseguiram criar uma madeira quase 12 vezes mais forte e cerca de 10 vezes mais resistente do que a madeira natural, alcançando um material que é mais forte do que várias ligas de titânio. O feito foi reportado e detalhado em um estudo publicado esta semana na Nature.

Para a produção do poderoso novo material, foi usado um processo de dois passos envolvendo a remoção parcial de lignina e de hemicelulose (polissacarídeos estruturais das células vegetais) da madeira natural via um processo de ebulição em uma mistura de hidróxido de sódio (NaOH) e sulfato de sódio (Na2SO3) seguido por um prensamento-quente, o que leva a um total colapso das paredes celulares e a completa densificação da madeira com nanofibras de celulose altamente alinhadas. E essa estratégia de produção mostrou-se universalmente efetiva para vários tipos de madeira.

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Medindo as propriedades mecânicas da nova super-madeira densificada, os pesquisadores mostraram que ela é mais forte que o aço - e 6 vezes menos densa (seis vezes mais "leve" por unidade cúbica) -, requer 10 vezes mais energia para sofrer fraturas do que madeira natural, e pode também ser moldada no começo do seu processo de fabricação. A madeira foi até mesmo testada com tiros de projéteis similares aos de armas de fogo, e enquanto esses projéteis atravessavam a madeira normal, a nova madeira conseguia pará-los no meio do caminho, absorvendo praticamente sete vezes mais energia balística (4,3 ± 0,08 kJ/m em comparação com os 0,6 ± 0,08 kJ/m da madeira natural).

Materiais sintéticos com excepcionais performances mecânicas ou sofrem com sua alta densidade e impactos ambientais (aços e ligas) ou são muito complexos para serem manufaturados (como estruturas poliméricas especiais e compósitos biomiméticos). Nesse sentido, a super-madeira densificada pode ser um forte competidor pra o aço e até mesmo para ligas de titânio. Pode ser também comparável com a fibra de carbono na qualidade e ainda sendo bem mais barata. Além disso, como o processo da sua fabricação pode ser feito com diversos tipos de madeira, pode se escolher opções de árvores cuja exploração cause o menor dano possível ao meio ambiente, facilitando também o planejamento de soluções sustentáveis.


Publicação do estudo: Nature