Исследователи обнаружили, что придать древесным материалам нужную изогнутую форму можно с помощью моделирования их сжатия в процессе сушки.
Существующие способы изготовления сложных, изогнутых деревянных объектов отнимают много энергии, а из-за резки или шлифовки нежелательных частей образуется масса отходов. Однако материаловеды из Швейцарской высшей технической школы Цюриха и Штутгартского университета нашли способ использовать естественное свойство древесины поглощать и выделять влагу для создания аналогичных структур.
Сначала команда ученых разработала компьютерную модель, которая позволяет предсказать деформацию доски в зависимости от породы дерева, естественной влажности и реакции на ее изменения. Затем они придумали, как использовать естественные особенности отдельных фрагментов для создания сложных структур желаемой формы без механической обработки.
Для того чтобы проверить эффективность методики на практике они спроектировали и построили 14-метровую конструкцию, названную Башней Урбаха.
При ее создании они использовали два типа «мокрой» древесины: европейский бук и ель обыкновенную. Путем склеивания отдельных тонких элементов исследователи изготавливали слоистые доски. В процессе их высыхания один слой сжимался, а второй – нет, заставляя всю доску изгибаться без трещин. После получения желаемой формы, фрагменты скрепляли, чтобы предотвратить их дальнейшие изменения, а затем из согнутых досок построили целую демонстрационную структуру.
Ранее мы также сообщали, что инженеры нашли способ сделать древесину более чем в десять раз прочнее, создав недорогую и легкую альтернативу большинству металлов и сплавов.
текст: Илья Бауэр, фото: University of Stuttgart, схема: Science Advances
