Zientzialariek egur artifiziala fabrikatu dute erretxina sintetikoekin, eta egur naturala imitatuz, funtzio anitzeko erabilerarako propietate hobeak erakusten ditu.
Egurra bat da organikoa zuhaitz, zuhaixka eta zuhaixketan aurkitzen den zuntz-ehuna. Egurra dei daiteke material erabilgarriena eta agian polifazetikoena planeta Lurra. Milaka urtez erabili izan da helburu anitzetarako eta oso nabarmena da bere dentsitate txikia eta indar handiagatik. Zuraren egitura zelula anisotropiko bereziak (hau da, propietate desberdinak norabide ezberdinetan) propietate mekaniko harrigarriak ematen dizkio, baita sendoa, zurruna baina oraindik arina eta malgua izateaz gain. Egurra konpresio-erresistentzia handia eta trakzio-erresistentzia baxua du. Egurra ingurumena eta kostuak errespetatzen du, oso sendoa, iraunkorra eta iraunkorra da eta edozer gauza eraikitzeko erabil daiteke, papera egiteko eta etxeak eraikitzeko.
Naturak dagoeneko egurra bezalako material harrigarriak eskaini dizkigu. Hala ere, beti dago naturaren inguruan biraka inspirazio bat errendimendu handiko ingeniaritza biomimetikoko materialak diseinatzeko eta garatzeko, naturan lehendik dauden biomaterialen propietate harrigarriak "imitatu" ditzaketenak. Zuraren berezitasuna bere egitura zelular anisotropikotik dator, dentsitate baxuarekin eta indar handikoarekin batera. Iraganean zientzialariek kontzeptu hau kontuan hartuta materialak diseinatzen saiatu dira zuraren propietateak bikoiztu nahian, erresistentzia eta arintasuna bezalakoak. Hala ere, ikerketa gehienek emaitza desegokiak ekarri dituzte, diseinatutako materialek akats bat edo bestea baitzuten. Oraindik erronka handia izaten jarraitzen du ingeniarientzat eraikitzea artifiziala egur antzeko materialak. Garrantzi handikoa da, egur naturala hazteko hamarkadak behar direlako eta denbora eta eraginkortasuna irizpide sendoak direlako egur naturalaren antzeko material bat egiteko.
Bioinspiratutako egurra
Txinako Zientzia eta Teknologia Unibertsitateko ikertzaileek bioinspiratutako polimero artifizialak fabrikatzeko estrategia berri bat asmatu dute zura eskala handian. Material artifizial honek zuraren antzeko mikroegitura zelularra du, mikroegituretan kontrolagarritasun ona eta arintasuna eta erresistentzia handia bezalako propietateak erakutsiko lituzke zur naturalaren propietate mekanikoen antzekoak. Ikertzaileek diote material berri hau egur natural bezain sendoa dela, orain arte ikertutako beste ingeniaritza-egurrak ez bezala.
Naturan aurkitzen den egurrak lignina izeneko polimero natural bat dauka, egurra sendotzeaz arduratzen dena. Ligninak zelulosazko kristalita txikiak elkarrekin lotzen ditu sare-itxurako egitura batean, indar handia sortzeko. Ikertzaileek lignina erreplikatzea pentsatu zuten, antzeko propietateak dituen resol izeneko polimero sintetikoa erabiliz. Tradizionalki erabilgarri dauden erresolak (erretxina fenolikoa eta melamina erretxina) arrakastaz bihurtu zituzten egur artifiziala materiala bezala. Konbertsioa polimero-resolaren auto-muntatze-propietateak erabiliz lortu zen, eta ondoren, sendatze-prozesua eginez. Auto-muntaia lortzeko, termostato-erretxina likidoak norabide bakarrean izoztu ziren, gero sendatu (gurutzatuta edo polimerizatu) 200 gradu Celsius baino gehiagoko tenperaturan. Ekoiztutako ingeniaritza-egurrak egur naturalaren antza duen zelula-itxurako egitura hartzen du. Ondoren, termo-ontze -egur polimero artifizialak ekoizteko tenperaturak eragindako aldaketa kimikoan (hemen, polimerizazioan) erresolan osatutako prozesua egin zen. Material horren poroen tamaina eta horma-lodiera eskuz kontrola daitezke. Ez hori bakarrik, erresolak sortzen dituen kristalitoak ere alda daitezke egur motaren arabera. Kolorea ere alda liteke resol elkarrekin eusten duten kristalitoak gehituz edo aldatuz. Landutako egur hau konprimitzen denean, bere pareko naturalaren antzeko erresistentzia erakusten du. Azterketan deskribatutako ikuspegia egur artifiziala prestatzeko ikuspegi berde gisa ere dei daiteke, non zelulosa nanozuntzak eta grafeno oxidoa bezalako nanomaterialen konposta erabil daitekeen.
Interesgarria da ingeniaritza den egur artifizialak urarekiko eta azidoarekiko korrosioarekiko erresistentzia hobea erakusten duela egur naturalarekin alderatuta, bere propietate mekanikoen beherakadarik ez duela suposatzen. Horrek esan nahi du egur artifizialak muturreko eguraldi-gertakariei aurre egin diezaiekeela eta babesa ematen hobetuko litzatekeela. Isolamendu termiko hobea eta suarekiko erresistentzia hobetua ere erakusten du, eta ez luke erraz hartuko egur naturalak bezala, batez ere, erresol-a suaren aurkakoa delako. Hau mesedegarria izan daiteke manufaktura eta eraikuntza bezalako sektoreentzat, batez ere egur naturalarekin eraikitzen direnean su hartzen duten etxebizitza-eraikinentzat. Materiala ingurune gogor eta gogorretarako egokia da, egur naturalarekin alderatuta nahiko hobetua baita. Berezia da ingeniaritza material estandarrekin alderatuta, zeramika zelularrak eta aerogelak bezalako erresistentziari eta isolamendu termikoko propietateei dagokienez. Gainera, plastikozko egur konposite gehienak baino eraginkorragoa da, bere indar handiagoa dela eta. Ingeniaritza-egurrak eraginkorragoa egiten duten propietate ugari ditu.
urtean argitaratutako ikerketa honetan deskribatutako estrategia berritzailea Zientzia aurrerapenek Errendimendu handiko ingeniaritza biomimetikoko material konposatuak fabrikatzeko eta ingeniaritza egiteko bide berriak eskaintzen ditu, eta abantaila nabarmenak izango dituzte ohikoen aldean. Material berri horiek aplikazio zabalak izan ditzakete eremu askotan.
***
{Jatorrizko ikerketa-lana irakur dezakezu behean aipatzen den DOI estekan aipaturiko iturrien zerrendan}
Iturria (k)
Zhi-Long Y eta al. 2018 Bioinspiratutako egur polimerikoak. Zientzia aurrerapenek. 4 (8).
https://doi.org/10.1126/sciadv.aat7223
***
