Бумага прочнее чугуна?!
Команда ученых из Шведского королевского технологического института в Стокгольме во главе с Ларсом Берглундом разработала новый вид бумаги, которая прочнее чугуна, сообщает New Scientist. Несмотря на высокую прочность, новая нанобумага, как и обычная, изготавливается из того же биологического материала — целлюлозы.
В стенках растительной клетки отдельные молекулы целлюлозы связываются вместе и образуют волокна диаметром около 20 нанометров, что в 5000 раз тоньше человеческого волоса. Эти волокна и формируют прочные сети, служащие основанием клеточных стенок.
Старую добрую целлюлозу, получаемую из древесины, применяют в производстве бумаги и целлофана, а с недавних пор и для создания новых пластиковых материалов. Однако во всех этих случаях целлюлоза используется только как дешевый наполнитель, а ее механические свойства игнорируются. Да и методы обработки древесины и переработки ее в бумагу значительно снижают прочность целлюлозы. Поэтому Берглунд и его коллеги разработали щадящую технологию, которая сберегает прочность волокон.
Новая методика предусматривает расщепление древесной массы под воздействием ферментов и последующее ее фрагментирование с помощью механической «колотушки». В результате получается смесь из воды и неповрежденных целлюлозных волокон. Слив воду, исследователи обнаружили, что волокна соединены между собой в сеть с помощью водородных связей и образуют тонкие листы нанобумаги. Механические испытания показали, что предел их прочности на разрыв составляет 214 мегапаскалей. (Для сравнения: прочность на разрыв чугуна равна 130 МПа, у конструкционной стали этот показатель достигает 250 МПа, а у обычной бумаги — 1 МПа).
Разработчики предполагают, что новый материал можно будет использовать для укрепления обычной бумаги, для производства особо прочной клейкой ленты или же для создания прочных синтетических заменителей биологических тканей.
