Mỹ tạo được loại vật liệu gỗ chịu lửa

Vật liệu gỗ vừa chịu lực vừa chịu lửa sẽ bền hơn, cung cấp đủ thời gian quý giá để cứu người và tài sản - Ảnh : Pixels

Theo tạp chí Advanced Functional Materials , các nhà khoa học đã tiến hành kiểm tra độ chịu lửa loại vật liệu bền được phát triển trên nền gỗ. So với gỗ thông thường, loại vật liệu mới có cấu trúc đặc hơn, do đó, trong trường hợp hỏa hoạn, một lớp than hình thành trên bề mặt của nó, ngăn chặn ngọn lửa lan rộng hơn.

Từ trước đến nay, việc sử dụng gỗ trong các cấu trúc chịu tải bị hạn chế bởi 2 yếu tố: tính dễ cháy và dễ bị sụp đổ nhanh chóng trong trường hợp hỏa hoạn. Vật liệu gỗ truyền thống có thể được thực hiện chống cháy nhiều hơn nhờ các hiệu ứng hóa học. Ví dụ, có thể ngâm tẩm gỗ bằng chất chống cháy - hợp chất làm chậm quá trình cháy. Một phương pháp khác là phủ các hạt nano vô cơ không cháy. Tuy nhiên, các phương pháp này thường đắt đỏ hoặc không phù hợp với tiêu chuẩn môi trường hoặc tiêu chuẩn vệ sinh.

Nhóm nghiên cứu do Liangbin Hu (Đại học Maryland, Mỹ) trước đây đã thành công trông việc tạo ra loại gỗ cứng hơn thép. Để làm điều này, gỗ được xử lý bằng natri hydroxit (hay thường được gọi là xút hoặc xút ăn da, là một hợp chất vô cơ của natri ) và natri sunfua (hợp chất hóa học Na₂S), loại bỏ một phần lignin khỏi gỗ - một loại polymer hữu cơ làm bền thành tế bào gỗ. Gỗ sau đó được ép nóng, giúp thu được một vật liệu rắn mà không còn các kênh nhỏ đặc trưng của gỗ tự nhiên, cải thiện đáng kể các đặc tính cơ học của nó.

Trong công trình nghiên cứu mới, các nhà khoa học đã thử nghiệm vật liệu gỗ mới về độ chịu nhiệt. Hóa ra, loại vật liệu này chịu lửa tốt hơn gỗ tự nhiên. Thứ nhất, cấu trúc dày đặc hơn ngăn chặn sự lan truyền oxy bên trong vật liệu, do oxy hỗ trợ quá trình đốt cháy và tăng tính dễ cháy. Thứ hai, một lớp than cháy cách lửa liên tục được hình thành trên bề mặt của vật liệu, ngăn chặn sự lan rộng của ngọn lửa.

Do đó, thời gian để bắt lửa kéo dài, gần như tăng gấp đôi, còn tốc độ giải phóng nhiệt tối đa khi cháy mạnh giảm hơn 1/3. Ngoài ra, sau khi tiếp xúc với ngọn lửa trong 90 giây, cường độ nén của vật liệu mới cao hơn 82 lần so với gỗ bình thường. Do đó, các cấu trúc chịu lực bằng vật liệu như vậy sẽ bền hơn, cung cấp đủ thời gian quý giá để cứu người và tài sản. Các tác giả của sản phẩm mới khẳng định rằng tất cả các công nghệ này không sử dụng các hóa chất độc hại đối với môi trường.