Деревянный век, водород и рабочий день

Наука и жизньНаука

О чём пишут научно-популярные журналы мира

Житель Черновцов (Украина) Василий Лазаренко, затратив полтора года труда, заменил кузов автомобиля «Опель» 1981 года выпуска на деревянный.

Нам предстоит век деревянный

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., с. 40).

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 — синтетическому 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.

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.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Открыть в приложении