Dřevěný nanomateriál proniká do světa

Je lehký, pevný a existuje již velmi dlouho. Jde o nanokrystalickou celulózu (NCC), která se získává zpracováním dřevné kaše. Dnes je oslavována jako doslova zázračný materiál.

Společnost Pioneer Electronics sídlící v Japonsku ho používá k výrobě flexibilních elektronických displejů příští generace, společnost IBM k výrobě součástí do počítačů. Hodí se i k výrobě lehkého osobního brnění a balistického skla americké armádě; pro ni byla v USA 26. července 2012 uvedena do provozu první továrna na NCC v Madison, Wisconsin. US National Science Foundation předpověděla, že se výroba tohoto materiálu do roku 2020 stane průmyslovým odvětvím v hodnotě 600 miliard dolarů.

Proč je kolem tohoto materiálu tak velký rozruch?

NCC je nejen transparentní materiál, ale má také ve srovnání s nerezovou ocelí – díky hustě uspořádaným mikroskopickým jehličkám podobným krystalům – osminásobně vyšší pevnost v tahu.

NCC je navíc neobyčejně levným materiálem. Jeff Youngblood z NanoForestry Institute ve West Lafayette, Indiana (patřící pod Purdue University) o něm tvrdí, že se jedná „jen“ o přírodní obnovitelnou verzi uhlíkových nanotrubiček, ale za zlomek jejich ceny.

Od dřevní kaše ke konečnému výrobku

Dva druhy nanokrystalické celulózy – ve formě krystalů a vláken (fibrils) – bude vyrábět továrna, kterou buduje a vlastní společnost US Forest Service.

Výroba začíná očištěním dřeva, z něhož byly odstraněny složky, jako je lignin a polocelulóza (hemicellulose). Materiál se pak drtí na kaši a máčí v kyselině, tak aby se z něj před jeho separováním a koncentrací do tuhé pasty odstranily všechny nečistoty. Pastu pak lze aplikovat na povrchy typu laminát nebo zpracovat na prameny tvořící nanovlákna. Ty jsou pevné, husté, tuhé a lze je upravit do různých tvarů a velikostí. Po zmrazení nebo vysušení se tento materiál stává lehkým, schopným absorbce a dobře izolujícím. Výhodou je, že o základní surovinu není nouze a že není třeba kácet celé stromy. K výrobě nanokrystalické celulózy lze využívat pruty, větve nebo dokonce piliny.

Tuna denně

V listopadu 2011 zahájil poloprovoz i větší závod CelluForce se sídlem v Montrealu, který vyrábí 1 tunu nanocelulózy denně. Zástupce ředitele této továrny, Theodore Vegner, uvádí, že kilogram nového materiálu se bude během několika let prodávat jen za několik dolarů. Možnosti nového materiálu byly bohužel odhaleny až relativně nedávno, protože technologie nezbytné k výzkumu jeho vlastností se objevily teprve v minulém desetiletí (např. mikroskopy s elektronickým skenováním).

Dobrá prognóza

Phil Jones, ředitel francouzské společnosti IMERYS, tvrdí, že nanokrystalická celulóza bude alternativou kovovým a plastovým součástem automobilů. Na nový laciný materiál tedy bude chtít přejít každý šetřivý výrobce, který produkuje automobily nebo umělohmotné tašky.

Podle: Will Ferguson: Nature´s wonder stuff. New Scientist, 2012, č. 2878, s. 24