De onderzoekers hebben een manier hebben gevonden om het snel groeiende gewas zodanig te bewerken dat het een bijna 2 keer betere treksterkte, een ruim 3 keer grotere taaiheid en een 2 keer verhoogde buigsterkte heeft, in vergelijking met onbehandelde, natuurlijke bamboe.
Het bamboe wordt eerst chemisch behandeld in een oplossing van natriumhydroxide (NaOH) en natriumsulfiet (Na2SO3). Daarbij worden lignine en hemicellulose gedeeltelijk van de celwanden verwijderd, waardoor deze poreuzer en zachter worden. Dankzij deze gedeeltelijke delignificatie kan een daaropvolgend verwarmingsproces via microgolven het water snel uit de bamboe verdrijven. Dit veroorzaakt een forse, maar uniforme krimp.
Het resultaat is een compact materiaal bestaande uit een gelamineerde structuur met verweven, dicht opeengepakte celwanden waarbinnen lange, sterke nanofibrillen van cellulose zijn uitgelijnd. Het draagt bij aan aanzienlijk verbeterde mechanische eigenschappen. Met een specifieke treksterkte van de gemodificeerde bamboestructuur van 560 MPa/cm3 en een lage dichtheid (1g/cm3) presteert het gemodificeerde bamboe zelfs beter dan gebruikelijke constructieve materialen, zoals staal, metaallegeringen en op aardolie gebaseerde composieten, zo schrijven de onderzoekers.
De uitstekende mechanische eigenschappen, gecombineerd met de overvloedige beschikbaarheid en duurzaamheid van bamboe, evenals het snelle, schaalbare productieproces maken dit biobased materiaal aantrekkelijk voor technische toepassingen, waarbij licht gewicht en energiezuinigheid belangrijk zijn.
Het onderzoek van de Universiteit van Maryland werd vorige maand gepubliceerd in het tijdschrift ACS Nano.
Beeld: Liam Preece/Shutterstock
