نجح فريق من العلماء بجامعة ماريلاند الأمريكية بعد عدة تجارب إلى ابتكار نوع جديد من الخشب يتميز بصلابة أضعاف الخشب التقليدي؛ مما يعني إيجاد بديل طبيعي عن الكثير من المواد كـ: المعادن المستخدمة في شتى المجالات، ومنها: مجال البناء.
يقول البروفيسور (Hu, Liangbing) العضو في مركز الأبحاث في جامعة ماريلاند وقائد فريق البحث الذي ابتكر هذه المادة:
“تبلغ مقاومة الخشب الجديد للكسر والتشوه اثني عشر ضعفًا من مقاومة الخشب العادي، ويصل مقدار مقاومته للكسر -حتى بعد تشوّهه- إلى عشرة أضعاف الخشب العادي”.
حيث إنّ مقاومة الخشب الطبيعي للضغط تبلغ (46.7 MPa)، بينما الخشب الذي توصل إليه العلماء تصل مقاومته (548.8 MPa)!
وأضاف: “يمكن أن يشكل ابتكار هذه المادة تحديًا بالنسبة للمواد الأخرى، مثل: (Steel) و(Titanium)، إنها قوية جدًا ومتينة، كما يمكن مقارنتها بألياف الكربون التي تمتاز بقوتها الفائقة، لكن المادة الجديدة أقل تكلفة بكثير من ألياف الكربون”.
ويقول (Teng Li) القائد المشارك في فريق البحث وبروفيسور الهندسة الميكانكية في جامعة ماريلاند:
“إنها مقاومة للكسر والتشوه بشكل جيد، وهذا مزيج لا يوجد عادة في الطبيعة”.
وقد تُوصّل إلى هذا النوع الجديد من الخشب عبر خطوتين بسيطتين:
الأولى: تسخين الخشب في محلول هيدروكسيد الصوديوم وكبريتات الصوديوم إلى حد الغليان؛ بهدف إزالة بعض العناصر من جدران خلايا الخشب.
الثانية: تعريض الخشب المُعَالج لقوة ضغط (5 MPa) عند درجة حرارة (100C◦)، ولمدة يوم كامل حتى تنهار جدرانه الخلوية، ثم الحفاظ عليه مضغوطًا مع تسخينه على نار هادئة.
وقد قام فريقه بتفحّص الخواص الميكانيكية للخشب الجديد، ووجدوا أنه قوي كالصلب، ولكنه أخف بست مرات، ويحتاج إلى ستة أضعاف القوة اللازمة لتكسير الخشب الطبيعي، كما يمكن تشكيله كليًا ضمن قوالب في بداية عملية تصنيعه”.
وقد قام الفريق باختبار كل من الخشب الطبيعي والخشب الجديد بإطلاق مقذوفات عليهما؛ وأظهرت النتيجة قوة الخشب الجديد مقارنة بالطبيعي الذي اختُرق بسهولة، بينما نجح الخشب الجديد بإيقاف المقذوفات بشكل جزئي.
أخشاب غير مرئية !
كان فريق أخر من نفس الجامعة قد تمكن منذ فترة من التوصل إلى أخشاب أخرى غير مرئية, ويعتبر الخشب “غير المرئي،” كما يصفه الدكتور ليانغبينغ هو من إدارة الجامعة لعلوم المواد والهندسة، أكثر ثباتاً من الخشب التقليدي، ويمكن استخدامه بدلاً من المواد غير الصديقة للبيئة، مثل البلاستيك.
ويشرح هو عملية صنع الخشب الشفاف في خطوتين. الأولى، وهي إزالة مادة اللجنين العضوية الموجودة في النباتات الوعائية والمسؤولة عن إعطاء الخشب لونه “الأصفر،” كيميائياً، وهذه الخطوة ذاتها التي تستخدم في صنع لب الورق. والثانية، هي حقن القنوات أو عروق الخشب بمادة الإيبوكسي والتي هي مادة مقوية.