木材を鋼並みの頑強な素材へと変化させる新技術が話題に


1: 2018/02/13(火) 18:38:20.97 ID:CAP_USER9
◆木材を鋼鉄並に強く、硬くする技術が開発される

実現すれば木材の用途が革命的に広がることになりそうです。
詳細は以下から。

日本では建材として一般的な木材。
ですが、京都や奈良の寺院のような巨大な建造物を建てるには特殊な技術や樹齢数百年クラスの樹木が必要となるなど、大きな困難が伴います。

ですが、新しく開発された技術を用いれば、木材が鋼のような強度を獲得できることになるとのこと。
メリーランド大学のLiangbing Hu博士らがジャーナル「Nature」に発表した研究によると、特別な化学物質を用いて処理を施した後に熱を加えて圧縮することで、化学物質が木材を強靱な素材へと変貌させるとのこと。

この強化木材は自然の木の12倍の強さと10倍の頑強さを併せ持っています。
Hu博士によると、この強度は鋼鉄やチタン合金にも匹敵するもので、カーボンファイバーにも比肩しうるものの、値段ははるかに安価です。

なお、この強化木材は鋼鉄と同等の硬さながら軽さは1/6程度で、破砕するには自然の木の10倍のエネルギーが必要とのこと。
そして強化プロセスの最初の段階で折り曲げたり形取ったりする事も可能。

加工のプロセスは大きく分けてふたつ。
最初はパルプを作る時と似ており、水酸化ナトリウムと亜硫酸ナトリウムで煮沸します。

次に圧を加えて木材の細胞壁を押し潰します。
この圧縮の際に熱が加えられることで化学物質が接着します。

これらのプロセスの中で木材の中のある種のポリマーが取り除かれますが、木材の強度に影響するポリマーは保持されます。
強度が増大する要因となるのは多量の水素原子が元々の木材の構造に存在するセルロースのナノファイバーに接着すること。
化学反応は複雑ですが、そのプロセス自体は単純で安価です。

また、このプロセスは複数の異なった種類の木材で発生する事が確認されており、様々な場面で鋼鉄やチタン合金の代替品として使用できる可能性があります。
強化木材は強く、頑強で軽い上に高密度で圧迫や引っかきへの耐性があり、しかも湿度にも強いとのこと。
建材としてはもちろん自動車や航空機の部品としても使用できる可能性が高い他、バルサや松といった柔らかい木材を強化することでチーク材のように家具としても用いる事ができるとのこと。

まだまだ実用化にはスケールの拡大と処理に掛かる時間の短縮などの課題が残されていますが、安価で鋼鉄並の強度を誇って非常に軽い建材を栽培することができるようになれば、世界の産業構造にも大きな影響を与えることになるかもしれません。
最新式のEVや航空機が木で作られるというロマンのある話、果たして実現するのでしょうか?

バザップ 2018年2月9日19:14
http://buzzap.jp/news/20180209-superwood/

5: 2018/02/13(火) 18:40:21.97 ID:ZJQL2FMA0
でも、良く燃えるんだろ?

 

174: 2018/02/13(火) 19:19:34.08 ID:j64K94dY0
>>5
終わらすなよw

 

192: 2018/02/13(火) 19:22:47.40 ID:QWLRVgiG0
>>174
よく燃えるから、処分が簡単になるんじゃね?

 

16: 2018/02/13(火) 18:45:27.54 ID:uKEW1GbL0
自転車は木で作れないのか
木刀並みに硬いだろと考えていたところ

 

67: 2018/02/13(火) 19:01:40.20 ID:pEQRcmIZ0
>>16
木造自転車ってあったかと

 

17: 2018/02/13(火) 18:45:43.75 ID:rNImO6KU0
メリットがまったくわからない
加工が非常に面倒になるだけでは

 

94: 2018/02/13(火) 19:06:48.95 ID:laTabeQt0
>>17
加工してから、硬くする
鉄より軽く硬いのがメリット

 

115: 2018/02/13(火) 19:10:11.89 ID:rNImO6KU0
>>94
それだと使用範囲がかなり限定されるよね、後加工できないと

 

19: 2018/02/13(火) 18:46:01.99 ID:J9YmyZkF0
セルロースナノファイバーとは違うのか?

 

234: 2018/02/13(火) 19:34:47.86 ID:S4wuqjgK0
>>19
思った

 

26: 2018/02/13(火) 18:47:26.38 ID:w3gV6jFI0
夢のような新技術は大抵夢に終わるが、これはどうかな

 

27: 2018/02/13(火) 18:47:56.63 ID:eTsjpYtn0
軽い飛行機に作れそう

 

32: 2018/02/13(火) 18:49:18.83 ID:5WCautGp0
木材使って安くなればいいけど新国立は高くなったんじゃね
維持費も高いんだろ
昔の木造建造物なんか定期的に補修もしてるけど結構長持ちだけどね

 

35: 2018/02/13(火) 18:50:45.14 ID:iInDaGpQO
加工性が損なわれるよな

 

44: 2018/02/13(火) 18:52:52.50 ID:rNImO6KU0
>>35
そう思う、木材の特性を打ち消すわけだからね

 

38: 2018/02/13(火) 18:51:27.75 ID:jReQbDKK0
木材が枯渇しているギターやベースなどの楽器にも使えるのかな?

 

167: 2018/02/13(火) 19:18:48.67 ID:ZHgoZt9R0
>>38
ギブソンは既に

 

39: 2018/02/13(火) 18:51:46.69 ID:eTsjpYtn0
ああ、これで住友林業が木製ビル作るつったのか

 

216: 2018/02/13(火) 19:30:08.23 ID:QTOzS3hF0
>>39
それ思った

 

53: 2018/02/13(火) 18:57:19.75 ID:Nbi+xM3w0
みんな誤解しているが、木材はもともと燃えにくい素材だぞ

 

77: 2018/02/13(火) 19:03:26.09 ID:odPjxuY/0
>>53
それな
なんかそういう印象にとらわれているやつ多いよな

 

87: 2018/02/13(火) 19:04:59.64 ID:Pr1esqfS0
>>53
ログハウスとか火災にも地震にも強いわな

窓の開口面積が取れないのが難点だが

 

57: 2018/02/13(火) 18:58:28.99 ID:Nbi+xM3w0
木製飛行機は特に珍しい存在ではない

 

62: 2018/02/13(火) 19:00:43.61 ID:Pr1esqfS0
>>57
布張りとかあったしな

 

66: 2018/02/13(火) 19:01:37.65 ID:cusVSIG60
昔バットの製造方法で似たようなことを聞いたことがあるな

 

191: 2018/02/13(火) 19:22:42.26 ID:j64K94dY0
>>66
圧縮バットやな
王貞治の記録は狭い球場とこのバットのおかげという説がある

 

105: 2018/02/13(火) 19:08:34.96 ID:CUAy+OXx0
曲げ加工できるかどうかや、水や微生物による影響がどうかが気になる

 

107: 2018/02/13(火) 19:08:56.13 ID:kkLnoHST0
シロアリと腐敗はどうなんだろう

 

117: 2018/02/13(火) 19:10:44.87 ID:5NwH86M00
>>107
進化してシロアリの歯が硬くなる

 

112: 2018/02/13(火) 19:09:59.28 ID:QjGHcqH70
こりゃ凄い

 

130: 2018/02/13(火) 19:12:09.31 ID:OkXqyBRR0
本当に軽く作れるのか?
木って意外と重いよ

 

135: 2018/02/13(火) 19:13:10.50 ID:5NwH86M00
>>130
流石に鉄よか軽い

 

144: 2018/02/13(火) 19:15:15.30 ID:FATc5h6f0
軽量化とコストの問題のある自転車でも使ってみて欲しい
アルミくらいの値段でできるならほしいわ

 

153: 2018/02/13(火) 19:16:27.81 ID:5NwH86M00
>>144
現在あるけどクッソ高かったはず

 

184: 2018/02/13(火) 19:21:38.64 ID:+ARYCLai0
>>144
一見しただけだが加工性が悪く効率の良い成形方法が提示されていない。
自転車のような細かい部品には無理かと

 

155: 2018/02/13(火) 19:16:48.31 ID:t5enAE7s0
使い道は使う方が考えれば良いだけって事か
でも、後から加工できない上に最初の成形に精度出せない
シックハウスになるかも知れないとか
って本当に用途が難しいな、木材の素材の良さを無くしてるし

 

166: 2018/02/13(火) 19:18:43.98 ID:NG8n6DD90
>>155
完璧な刻みが済んでからなら分かるけどなぁ
ま、出来るか
コストが如何程になるかって事だろうが、発表するくらいだしそれもクリアしての話だろうな、当然

 

177: 2018/02/13(火) 19:19:58.99 ID:NQ1n0HGv0
しなやかさはどうなんだろう
五重塔がずっと立ってきているのも柔軟さが有るから
強度が増せば剛性は高くなるけど柔軟さが失われたりもする

 

198: 2018/02/13(火) 19:23:37.54 ID:8EeoQUEE0
加工は圧縮する前に出来るって書いてあるだろ。
木工職人が時代の最先端に鳴るンや。

 

205: 2018/02/13(火) 19:25:58.78 ID:NG8n6DD90
>>198
収縮率とか加味せんならんのかね…手間エグそうやw

 

209: 2018/02/13(火) 19:27:45.90 ID:+ARYCLai0
>>198
圧縮工程があると寸法変化が伴う。
つまり精密な機械的加工は無理。

 

201: 2018/02/13(火) 19:24:32.91 ID:VWlVPdCY0
>湿度にも強い
実は、ここがポイントな気がする。

 

203: 2018/02/13(火) 19:25:34.57 ID:5NwH86M00
>>201
これで家建てれば家鳴りなくなるかな?
俺ん家家鳴り酷いんだw

 

207: 2018/02/13(火) 19:27:02.87 ID:44NxmLYA0
40年くらい長持ちする木造の家に住みたいわ
20年も経つと悲惨になるからな

 

217: 2018/02/13(火) 19:30:11.15 ID:ti2B/YAw0
>>207
法隆寺から見たらたかが数十年でガタくる家は欠陥

 

235: 2018/02/13(火) 19:35:03.75 ID:MJXCtWz0O
>>217
むしろ数十年でボロボロになる家を開発して日本の大手メーカーは商売の天才やろ

 

245: 2018/02/13(火) 19:37:03.90 ID:44NxmLYA0
>>217
一般の家が傷みやすいのは屋内に水回りがあるせいだと思う
昔の家は台所や風呂場やトイレは母屋から離れた所にあったんだよ

 

253: 2018/02/13(火) 19:38:40.87 ID:MJXCtWz0O
>>245
通気性の悪い基礎に建物を固定
これで虫食ってボロボロ、メーカーはわかっててやってる

 

210: 2018/02/13(火) 19:28:45.39 ID:lvTc7jjR0
住友林業が350mくらいの高層ビルを木材で建てるって構想を先日見たけど
これが実用されれば実現出来るやん

 

219: 2018/02/13(火) 19:30:32.30 ID:NG8n6DD90
>>210
せやろな。そねレベルの建築物に対してはメリットあるやろね
一般の住宅に関しては全く無さそうな技術

RCより材のコストが下がったとしても、固定資産税絡みであんま恩恵無さそう

 

214: 2018/02/13(火) 19:29:34.45 ID:4Ulc8agu0
林業試験所の研究などで圧縮して熱加工した強化木は昔からやっているぞ
価格的に鉄には勝てないんだよ

 

244: 2018/02/13(火) 19:36:42.00 ID:eChTtdKm0
>>214
杉とかでやってて、一部はガードレールに使ってたような。

 

251: 2018/02/13(火) 19:38:20.23 ID:rnHgIgt70
硬くなればなるほど靭性は失われるけどな
木材の長所の一つは、しなりというか粘りだと思うんだよね

鋼は炭素当量で溶接に伴う材質の変性をある程度は調整できるけど木材でそれが可能なのかな

 

254: 2018/02/13(火) 19:39:10.43 ID:LSY9JUQQ0
木材の利点は、微生物によって分解し自然に帰る事だろ
新たなゴミ問題が発生しそう

 

255: 2018/02/13(火) 19:39:17.95 ID:RTANXZXm0
竹でもできるようにしてくれれば
孟宗竹も立派な資源になるな

 

 

元スレ:http://ai.2ch.sc/test/read.cgi/newsplus/1518514700/l50

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