Madera artificial ignífuga y que repele el agua
El material sintético es más rápido de fabricar que la madera natural
La naturaleza ha sido una fuente de bioinspiración para los científicos de materiales en el diseño de materiales de ingeniería de alto rendimiento y la madera ha sido considerada uno de los materiales naturales más comunes, versátiles y de más amplia data entre los materiales de construcción, que ha atraído una enorme atención debido a sus propiedades ligeras y de alta resistencia, ahora un grupo de científicos han desarrollado una nueva sustancia liviana, tan fuerte como la madera y, sin embargo, carece de las vulnerabilidades estándar contra el fuego y el agua.
Para crear la madera sintética, los científicos tomaron una solución de resina de polímero y agregaron una pizca de quitosán, un polímero de azúcar derivado de las conchas de camarones y cangrejos, ellos liofilizaron la solución, produciendo una estructura llena de pequeños poros y canales soportados por el quitosano, luego calentaron la resina a temperaturas tan altas como 200 grados centígrados para curarla, forjando fuertes enlaces químicos.
El material resultante, descrito en agosto en Science Advances, es tan resistente al aplastamiento como el material natural, afirma el autor Shu-Hong Yu, químico de materiales de la universidad de ciencia y tecnología de China en Hefei, el secado por congelación ultra rápido crea canales y poros incluso más pequeños, lo que fortalece aún más el material, comenta Yu.
El equipo encontró que las temperaturas de curado más altas aumentan la unión dentro de la resina y aumentan la resistencia del material y la adición de fibras hechas por el hombre o naturales a la mezcla también podría ayudar, a diferencia de la madera natural, el nuevo material no requiere años para crecer.
El material tiene las características de la madera y mejora sus capacidades
Además, repele fácilmente el agua: las muestras empapadas en agua y en un baño de ácido fuerte durante 30 días apenas se debilitan, mientras que las muestras de madera de balsa analizadas en condiciones similares perdieron dos tercios de su resistencia y el 40% de su resistencia al aplastamiento.
Los materiales derivados de la madera tienen ventajas intrínsecas sobresalientes, como la capacidad de renovación, la biodegradabilidad, la excelente tenacidad y la posibilidad de nuevas funcionalidades, las materias primas de bajo costo y abundantes también proporcionan una fuente suficiente para los materiales derivados de la madera de alto rendimiento con aplicaciones prometedoras.
Sin embargo, sigue siendo un desafío para los materiales derivados de la madera superar los inconvenientes de la madera, como la inflamabilidad y la pobre resistencia a la corrosión, una estrategia ascendente es otra ruta posible para la fabricación de monolitos similares a la madera mediante el uso de polímeros como matriz y materiales de micro o nano escala como elementos básicos, como la impresión por congelación y tridimensional.
La madera simulada podría usarse para hacer embalajes resistentes a los golpes, explica Lennart Bergström, un científico de materiales de la universidad de Estocolmo en Suecia, que no participó en el trabajo, su porosidad le otorga una capacidad de atrapamiento de aire que podría hacerla adecuada como aislamiento para edificios, agrega.
Esto genera un nuevo campo de uso en la construcción como alternativas ecológicas a las resinas de polímeros que también podrían aumentar el interés en el material artificiales que exhibe no solo una buena capacidad de control en microestructuras sino también propiedades mecánicas comparables con las de la madera natural.
Además, a diferencia de su homólogo natural, demuestran una resistencia a la corrosión preferible a la humedad y al ácido, sin disminución de las propiedades mecánicas, así como un aislamiento térmico mucho mejor que el de la propia madera y resistencia al fuego.
