金属より硬い「スーパーウッド」が市場に登場

スーパーウッドは耐久性が極めて高い木材です。写真： InventWood

アメリカの企業InventWoodは、鋼鉄の10倍の強度と6倍の軽さを持つ、新しいタイプの木材を開発しました。「スーパーウッド」と呼ばれるこの木材は、材料科学者のLiangbing Hu氏の発明です。

長年にわたるプロセスの改良と140件以上の特許取得を経て、スーパーウッドがついに市場に登場しました。建設におけるコンクリートや鉄鋼の代替として、二酸化炭素排出量の大幅な削減に貢献します。

化学的なアイデアから生まれた予想外の結果

10年以上前、メリーランド大学マテリアルイノベーションセンターで働いていたフー氏は、木材を再構築する革新的な方法を発見しました。彼は、木材の色と強度の主要成分であるリグニンの一部を除去することで、木材を透明にすることさえ可能にしました。

胡氏の真の目標は、木材をより強固なものにすることだった。2017年、彼は植物繊維の主成分である天然セルロースを化学的に改良することで、木材を優れた建築材料へと改良し、この目標を初めて達成した。

木材はまず水と特定の化学物質の溶液で煮沸され、その後、高温で圧縮されて細胞レベルで構造が崩壊します。この1週間にわたるプロセスにより、 Nature誌に掲載された研究によると、強度と重量の比が「ほとんどの金属や構造用合金よりも高い」木材が生まれます。

SuperWoodの製造工程。写真： InventWood。

実際には、これは依然として木材であり、InventWoodのCEOであるアレックス・ラウ氏によると、現在の4分の1の軽量構造物の製造に役立つとのことです。また、この素材は耐震性を高め、基礎への負荷を軽減することで、建設プロセスの迅速化と簡素化にも役立ちます。

セルロースの基本構造を変えるこのプロセスは、あらゆる種類の木材に適用できます。「実際、私たちは竹だけでなく19種類の木材でこの方法をテストしましたが、全てにおいて効果がありました」とラウ氏は述べています。

スーパーウッドは、従来の木材に比べて最大20倍の強度と最大10倍の耐へこみ性を備えています。圧縮された天然の多孔質構造により、カビや虫の発生にも強く、標準的な耐火試験で最高評価を獲得しています。

建築における木材利用の傾向

木材は古くから建築に使用されてきましたが、以前は接着剤で接合されるだけでした。近年では、超高層ビルにも広く利用されるようになりました。世界一高い木造タワー（87メートル）を擁するミルウォーキー市は、その2倍以上の高さのタワーを建設する計画を発表しました。

現在、コンクリートの生産量は減少していますが、依然として最も広く使用されている建築材料です。コンクリートの生産は、世界の二酸化炭素排出量の最大7%を占めています。

SuperWoodは通常の木材の20倍の耐久性を誇ります。写真： InventWood

ニューサウスウェールズ大学建築学部教授で建築環境学部長のフィリップ・オールドフィールド氏は、木材は生産に必要なエネルギーが少なく、木材に含まれるバイオマスが光合成によって二酸化炭素を吸収すると述べた。「木材を使った建築は、都市が建物内に排出される二酸化炭素を長期にわたって固定するのに役立ちます」とオールドフィールド氏は述べた。

木材は鉄やコンクリートに匹敵する耐久性を持つにもかかわらず、建設業界ではまだ本格的に活用されていません。オールドフィールド氏は、建設業界は本質的にリスク回避的で変化が遅いと説明します。

彼は、木材を建設現場でより広く利用するために、教育、パイロットプロジェクト、そして規制の枠組みの改善が必要だと述べた。スーパーウッドのような耐久性の高い木材は有益であり、将来的に木材の利用拡大を促す可能性がある。

インベントウッドのメリーランド工場では生産時間を1日数時間に短縮しましたが、ラウ氏は規模拡大にはまだ時間がかかると述べています。同社は当初、床材や壁パネルなどの屋外用途に注力し、来年中に内壁パネル、床材、家具などの屋内用途にも拡大する予定です。

出典: https://znews.vn/sieu-go-cung-hon-kim-loai-duoc-ban-ra-thi-truong-post1594149.html