Vedci zistili, že štruktúry rastlín sú tuhé ako oceľ
Posledné štúdie a výskumy naznačujú, že grafén bude materiálom budúcnosti. Ale nový objav vedcov z Purdue University v Spojených štátoch by mohol dať ďalšiemu konkurentovi návrh materiálu za nové milénium.
Veľkým prielomom výskumného tímu je to, že malé kryštály celulózy, ktoré tvoria stromy a rastliny, sú rovnako tuhé ako oceľ. Výpočty s použitím presných modelov založených na atómovej štruktúre celulózy ukázali, že tieto kryštály môžu pojať až 206 gigapascalov, čo nám umožňuje ich porovnanie s oceľou.
„Toto je materiál, ktorý odhaľuje skutočne úžasné vlastnosti. Je hojný, obnoviteľný a je jedným z odpadových produktov papierenského priemyslu, “vysvetľuje Pablo D. Zavattieri, profesor stavebníctva na americkej inštitúcii.
Malé štruktúry
Skutočnosť, že štruktúry rastlín majú rovnakú pevnosť ako kovová zliatina, je dosť prekvapivá. Musíme však vziať do úvahy, že štruktúry sú veľmi malé.
Analýza ukázala, že tuhé kryštály široké 3 nanometre a 500 nanometrov mali tuhosť 206 gigapascalov. Čo to však znamená?
Podľa Zavattieriho tieto merania predstavujú štruktúru, ktorá sa rovná 1/1 000 veľkosti zŕn piesku. „Je veľmi ťažké empiricky zmerať vlastnosti týchto kryštálov, pretože sú skutočne veľmi malé (...), vďaka čomu sú príliš malé na to, aby mohli študovať pomocou mikroskopov, a je ťažké merať pomocou laboratórnych prístrojov, “ hovorí výskumník.
Napriek tomu vieme, že jedna skupina predstavuje miliardu a veľkonočné vajíčko predstavuje jednotku tlaku vyvíjanú v metre štvorcovej podľa Medzinárodného systému jednotiek. Teraz to jednoducho dajte dohromady a vynásobte ho 206, aby ste si uvedomili, že štruktúra môže byť skutočne oveľa rigidnejšia, ako sme si dokázali predstaviť.
Možné aplikácie
Vedci by chceli pamätať na to, že štúdia je v plienkach a že dokonalé štruktúry celulózových nanokryštálov ešte neboli nájdené. Budúcnosť výskumu však vyzerá sľubne.
Ak štúdia prebehne podľa očakávania, predpokladá sa, že kryštály by mohli vytvoriť novú triedu biomateriálov s mnohými aplikáciami, od spevnenia a úpravy stavebných materiálov (ako sú plasty a betón) až po výrobu automobilových komponentov.
Ďalšou dobrou správou je, že celulózové nanokryštály môžu byť odstránené a rafinované zo stromov a iných rastlín. Predstavuje to množstvo obnoviteľných zdrojov, ako sú riasy, plášťovce a baktérie produkujúce celulózu. Tím tiež predpokladá, že odpad z buničiny vydávaný v papierenskom priemysle a priemysle biopalív by tiež mohol slúžiť ako hojný a nákladovo efektívny zdroj.
