Новая супербумага прочнее чугуна!
Шведским учёным удалось изобрести бумагу, предел прочности которой почти равен конструкционной стали! Каким бы это удивительным не казалось, но «нанобумага» Ларса Берглунда (Lars Berglund) из стокгольмского Королевского института технологий (Swedish Royal Institute of Technology in Stockholm ) появилась благодаря ранее неизвестному качеству известного всем ещё со школьной скамьи вещества, из которого состоит лист обычной бумаги, — целлюлозы.
Молекулы целлюлозы являются основополагающим органическим строительным материалом на нашей планете.
В растениях молекулы целлюлозы связываются друг с другом, образуя волокно 20 нм диаметром (в 5000 раз тоньше человеческого волоса). Образованные волокна формируют прочные сети, укрепляющие стенки клеток.
Целлюлоза добывается из дерева для производства бумаги. Последнее время учёные использовали это вещество для изобретения новых пластиковых материалов. Однако они рассматривали целлюлозу лишь как дешёвый пломбировочный материал, не беря в расчёт его механические свойства.
Процесс превращение дерева в бумагу повреждает целлюлозные волокна, сильно сокращая их запас прочности.
Берглунд вместе со своими коллегами разработали более эффективный способ обработки, сохраняющий весь потенциал прочности волокон.
Больше чем железная прочность
В соответствии с новым техпроцессом обработки древесная масса расщепляется с помощью ферментов и затем идёт обработка механическим битером.
В результате в воде остаются неповреждённые целлюлозные волокна. После отвода воды волокна соединяются в сети, скреплённые водородными связями, формируя листы т.н. нанобумаги.
Механические испытания показали, что предел прочности новой бумаги составляет целых 214 (!) мегапаскалей, тогда как у железа — 130 МП, а у конструкционной стали — 250.
Предел прочности обычной бумаги составляет всего 1 МП.
Способность рассеивания давления
Секрет нанобумаги кроется не только в сохранении потенциала прочности целлюлозных волокон (толщина которых меньше чем у обычной в три раза, т.е. всего 10 микрометров в диаметре), но и в способе, которым образуются сети из этих волокон. Будучи крепко соединёнными, они сохраняют способности скольжения, тем самым рассеивая направленное на них усилие.
