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¿Cómo es la "supermadera" que puede reemplazar al acero?

En un mundo moderno repleto de materiales de alta tecnología como aerogeles, fibras de carbono y aleaciones metálicas, es fácil pasar por alto algo tan común como la madera. Sin embargo, la madera humilde ofrece innumerables ventajas: principalmente se puede cultivar , lo que la hace sostenible y barata; también es familiar, fácil de trabajar, estéticamente agradable y biodegradable. Por todas estas razones, los investigadores están buscando formas de mejorar la madera utilizando nanotecnologías de última generación.

Publicado en Nature el año pasado, los científicos de la Universidad de Maryland dirigidos por Liangbing Hu, informaron sobre un proceso simple que triplica la densidad de cualquier tipo de madera , haciéndola 11,5 veces más resistente. Para hacer esta “supermadera” de alta densidad, los investigadores primero remojaron madera normal en un baño de hidróxido de sodio (NaOH) y sulfito de sodio (Na2SO 3 ). Estos dos productos químicos funcionan en conjunto para eliminar parte de la lignina y la hemicelulosa, dos polímeros abundantes que se encuentran en la pared celular, de la madera.


Luego, la madera se calienta y se comprime. Una vez eliminadas la lignina y la hemicelulosa, las paredes celulares de la madera se colapsan por completo y las fibras de celulosa restantes, un tercer polímero importante de la madera, se compactan firmemente en nanofibras. "La eliminación parcial de la lignina permite una alta compresión hasta una reducción del volumen del 80%", dice Dai Jiaqi, uno de los investigadores del equipo de Hu. “Los poros naturales dentro de la madera están cerrados, lo que da como resultado una mayor densidad, más enlaces de hidrógeno y, por lo tanto, una resistencia mecánica más fuerte”, dice Jiaqi.


El producto final es una pieza de madera que cuenta con una mayor resistencia a la tracción que la mayoría de los metales, pero es mucho más liviana. Cinco capas de material incluso podrían detener una bala casi tan bien como el Kevlar, lo que podría allanar el camino para una armadura corporal barata y liviana.

Pero los beneficios de la supermadera no terminan ahí. El mes pasado, el equipo de Hu publicó un nuevo estudio, esta vez en Science , que mostró cómo el mismo proceso de eliminación de lignina también puede hacer que la madera sea súper reflectante, recuperando casi el 100% de la luz visible y absorbiendo solo una pequeña cantidad de radiación infrarroja cercana.


El resultado es un material que es más frío que la temperatura ambiente incluso cuando se coloca bajo la luz solar directa. Si se utiliza en edificios, el equipo calcula que la supermadera podría generar ahorros de energía de entre el 20% y el 60%, y las mayores ganancias se producen en climas cálidos y secos donde el costo del aire acondicionado suele ser muy elevado.


Desde la publicación inicial en Nature, Hu y su equipo se han visto inundados de llamadas preguntando sobre la nueva tecnología. La atención finalmente conduciría a la fundación de InventWood, una compañía enfocada en llevar estas tecnologías del laboratorio al mundo real, un objetivo que el CEO de la compañía, Josh Cable, dice que esperan lograr en los próximos 9 a 12 meses. La compañía ya ha recibido apoyo del Departamento de Energía de EE. UU., Incluida una subvención ARPA-E para financiar investigaciones adicionales sobre formas de incorporar la supermadera en los vehículos como reemplazo de la fibra de carbono y el acero. Cable dice que el interés que están recibiendo proviene principalmente de "grandes empresas de los sectores automotriz, aeroespacial, de construcción y / o industrial" y que "actualmente se están llevando a cabo conversaciones con grandes empresas multinacionales en estos segmentos de mercado".


La estructura de costos futura de la supermadera dependerá del tamaño, la forma y el tratamiento requerido según Cable, pero el objetivo final de la empresa es hacer que el producto sea competitivo con las tecnologías existentes. Si pueden lograrlo, es posible que el material de más alta tecnología en su próximo automóvil o casa no sea fibra de carbono o titanio, sino buena madera pasada de moda.


Fuente: bluebeam

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