Värskeimad uuringud on näidanud, et grafeen oleks tuleviku materjal. Kuid Ameerika Ühendriikide Purdue ülikooli teadlaste uus avastus võiks panna uue konkurendi uue aastatuhande materjalide arvele.

Uurimisrühma suur läbimurre on see, et puud ja taimed moodustavad pisikesed tselluloosikristallid on sama jäigad kui teras. Tselluloosi aatomistruktuuril põhinevate täpsete mudelite abil tehtud arvutused näitasid, et need kristallid mahutavad kuni 206 gigapaskalit, mis võimaldab meil neid võrrelda terasega.

„See on materjal, mis paljastab tõeliselt hämmastavaid omadusi. See on rikkalik, taastuv ja üks paberitööstuse jäätmetest, ”selgitab Ameerika asutuse tsiviilehituse professor Pablo D. Zavattieri.

Väikesed struktuurid

Pildi allikas: Reproduction / Purdue University

See, et taimekonstruktsioonidel on sama tugev tugevus kui metallisulamil, on piisavalt üllatav. Kuid peale selle peame arvestama, et struktuurid on äärmiselt väikesed.

Analüüs näitas, et 3 nanomeetri laiused ja 500 nanomeetri pikkused kristallid jäikus oli 206 gigapaskalit. Aga mida see tähendab?

Zavattieri sõnul esindavad need mõõtmised struktuuri, mis võrdub 1/1000 liivatera suurusega. "Nende kristallide omadusi on empiiriliselt väga raske mõõta, kuna need on tõesti pisikesed, (...) mis muudab need mikroskoopide abil uurimiseks liiga väikesteks ja laborinstrumentidega mõõta raskeks, " ütleb teadlane.

Sellegipoolest teame, et kaarik on üks miljard ja paschal tähistab rahvusvahelise ühikute süsteemi kohaselt ühe ruutmeetri kohta rakendatud rõhuühikut. Nüüd pange see kõik lihtsalt kokku ja korrutage 206-ga, et mõista, et struktuur võib tõesti olla palju jäigem, kui me oskasime ette kujutada.

Võimalikud rakendused

Pildi allikas: Reproduction / Purdue University

Teadlased soovivad meeles pidada, et uuring on alles algusjärgus ja tselluloosi nanokristallide täiuslikke struktuure on veel leitud. Sellegipoolest näib uurimistöö tulevik paljutõotav.

Kui uuring läheb ootuspäraselt edasi, arvatakse, et kristallid võivad luua uue biomaterjalide klassi, millel on palju rakendusi, alates ehitusmaterjalide (näiteks plasti ja betooni) tugevdamisest ja modifitseerimisest kuni autoosade ehitamiseni.

Veel üks hea uudis on see, et tselluloosi nanokristalle saab puudelt ja muudelt taimedelt eemaldada ja viimistleda. See tähistab paljusid taastuvaid allikaid, näiteks vetikaid, mantelloomi ja tselluloosi tootvaid baktereid. Samuti arvab meeskond, et paberi- ja biokütuste tööstuses väljastatavad tselluloosijäätmed võiksid olla ka rikkaliku ja kulutõhusa allikana.