Материал будущего уже создан: легче воздуха, прочнее стали и не боится огня

Если раньше сталь считалась вершиной инженерной прочности, то теперь её конкурентом становится древесина. Американские учёные создали новый вид дерева, который по характеристикам приближается к металлам — и в некоторых параметрах даже их превосходит.

Новое поколение древесных материалов

Как сообщил телеканал CNN, в США разработали "супердревесину" (superwood) — материал, который, по данным компании InventWood, в десять раз прочнее и в шесть раз легче стали. При этом он примерно в двадцать раз прочнее обычной древесины и в десять раз устойчивее к механическим повреждениям. Эти показатели делают новый материал практически невосприимчивым к вмятинам, грибкам и насекомым.

Испытания показали, что "супердревесина" выдерживает высокие температуры и демонстрирует высокий уровень огнестойкости. Такое сочетание свойств превращает её в перспективный строительный материал для будущего — лёгкий, экологичный и почти не поддающийся разрушению.

Можно ли заменить металл деревом? Согласно расчётам компании-разработчика, при определённой плотности и обработке древесина способна выдерживать нагрузки, сопоставимые с алюминием и сталью. При этом её производство требует меньше энергии и оставляет значительно меньший углеродный след.

От лабораторного эксперимента до промышленного образца

Разработка началась около десяти лет назад, когда материаловед Лянбин Ху, соучредитель InventWood, поставил задачу создать строительный материал нового поколения. Его первые эксперименты с древесиной включали удаление лигнина — вещества, придающего дереву цвет и прочность. Так учёный добился эффекта прозрачности.

В 2017 году команда Ху представила результаты нового метода, опубликованные в журнале Nature. Обычная древесина подвергалась химической обработке — кипячению в растворе воды и реагентов, а затем горячему прессованию. Эти процессы разрушали структуру клеточных стенок и уплотняли материал.

"После недели эксперимента древесина показала соотношение прочности к массе, превосходящее большинство конструкционных металлов и сплавов", — говорилось в исследовании Nature.

Почему этот метод уникален? Он не требует добавления синтетических волокон или композитов — используется только натуральная древесина. Это делает процесс технологически простым, а сам материал — возобновляемым ресурсом.

Универсальный метод для разных пород

Лянбин Ху утверждает, что технология подходит практически для любой древесины, включая быстрорастущие виды. Команда протестировала 19 пород деревьев и бамбук — результат был одинаково успешным. Это значит, что супердревесину можно производить из местного сырья, снижая зависимость от импортных материалов.

А что если использовать отходы деревообработки? Исследователи допускают, что технология может быть адаптирована и для переработанных материалов. В этом случае можно будет сочетать прочность нового материала с принципами циркулярной экономики.

Сравнение с другими инновационными материалами показывает: сверхплотная древесина занимает нишу между углеродными композитами и традиционными металлами. Она дешевле углеволокна, но значительно легче и экологичнее стали.

Экологический баланс и цена технологии

Сегодня производство "супердревесины" обходится дороже, чем обработка обычной древесины, а процесс создания оставляет более высокий углеродный след. Однако в сравнении с металлургией ситуация противоположная: выбросы углерода при производстве древесного материала на 90 % ниже, чем при выплавке стали, отметил Ху в интервью CNN.

Здесь проявляется привычная ошибка производителей — стремление к минимальным затратам на этапе внедрения без учёта жизненного цикла материала. Дешевизна обычной древесины компенсируется её слабой долговечностью, а прочность стали — её дороговизной и энергозатратностью. Альтернатива в виде супердревесины устраняет обе крайности.

Чтобы обеспечить устойчивое производство, исследователи предлагают оптимизировать химические процессы, использовать возобновляемые источники энергии и сокращать расход реагентов. Такой подход сделает технологию не просто инновационной, а по-настоящему "зелёной".

От мостов до небоскрёбов

В настоящее время "супердревесина" уже вышла на коммерческий рынок. Её применяют в строительстве, транспортном и оборонном секторах. Материал может стать основой для лёгких несущих конструкций, фасадных панелей и элементов интерьера.

Можно ли построить здание полностью из древесины? Лянбин Ху уверен, что да — но это потребует дополнительных испытаний и новых стандартов безопасности. В последние годы архитекторы всё чаще используют древесину для возведения высотных зданий: от норвежского небоскрёба Mjøstårnet до австрийских жилых комплексов. Теперь "супердревесина" может придать этим проектам новый масштаб.

Постепенно складывается новый архитектурный тренд — возврат к природным материалам в сочетании с передовыми технологиями. Сравнение показывает, что современные деревянные конструкции не уступают бетону по прочности, но превосходят его по теплопроводности и экологичности.

Реальные перспективы и барьеры

Несмотря на громкие заявления, исследователи признают: пока технология требует доработки. Производство остаётся энергоёмким, а химическая обработка — потенциально токсичной. Для выхода на массовый рынок необходимо провести дополнительные проверки безопасности и разработать нормативную базу.

Пошагово этот процесс включает:

1. Создание промышленных установок с замкнутыми циклами химических растворов.

2. Стандартизацию механических испытаний для серийной продукции.

3. Подготовку архитектурных норм и расчётных таблиц для проектировщиков.

4. Сравнительные исследования долговечности на объектах разного масштаба.

Что произойдёт, если технология станет массовой? Тогда строительная индустрия сможет значительно снизить выбросы CO₂, а города — сократить углеродный след инфраструктуры. Но при этом потребуется новая культура проектирования: использование древесных материалов в ответственных конструкциях предполагает пересмотр привычных инженерных подходов.

Между наукой и архитектурой будущего

История супердревесины — пример того, как фундаментальные исследования превращаются в практические технологии. В отличие от лабораторных открытий прошлого века, которые требовали десятилетий на внедрение, современные биоматериалы проходят путь от эксперимента до рынка за несколько лет.

Для сравнения: разработка углеродных композитов заняла почти тридцать лет, а "супердревесина" прошла путь от идеи до коммерции менее чем за десять. Это отражает общую тенденцию — ускорение инновационного цикла в материаловедении.

Лянбин Ху считает, что древесина может стать материалом XXI века. В ней соединяются возобновляемость, лёгкость и высокая прочность — качества, востребованные в эпоху перехода к устойчивому развитию.