Sasha
Writer
Gỗ vụn thải, được biến đổi ở cấp độ phân tử, có thể trở thành vật liệu xây dựng hạng nặng và thậm chí thay thế nhựa, nhôm và sợi carbon trong xe cộ và đồ dùng trong thời gian tới.
Các mẫu Superwood, được làm từ các loài cây không thể sử dụng cho mục đích xây dựng, chẳng hạn như cây dương, tại cơ sở của InventWood ở Mỹ.
Bên trong một nhà kho rộng lớn, những cánh tay rô-bốt có kích thước bằng xe Cadillac Escalades đang tập dượt các động tác cho một điệu nhảy được biên đạo chặt chẽ sẽ bắt đầu vào cuối mùa hè này.
Một chất mới lạ sẽ bắt đầu lăn ra khỏi dây chuyền lắp ráp: gỗ mềm được biến đổi ở cấp độ phân tử thành thứ gì đó bền hơn thép nhưng chỉ bằng một phần sáu trọng lượng.
Tên của nó có lẽ hơi khó hiểu: Superwood.
Nhà sản xuất của nó, công ty khởi nghiệp InventWood, cho biết một ngày nào đó loại gỗ này có thể thay thế dầm chữ I bằng thép trong bộ khung của các tòa nhà, đồng thời đủ khả năng chống va đập để làm cửa chống đạn. Nó cũng chống cháy và không bị cong vênh trong hỏa hoạn như thép. Sẽ là một thành công lớn nếu công ty InventWood có thể thay thế một khối thép và bê tông cấp xây dựng bằng gỗ vụn.
Phóng viên của tờ báo Mỹ WSJ cho biết Superwood cũng rất đẹp. Quá trình cô đặc làm đậm màu gỗ và làm nổi bật vân gỗ tự nhiên của gỗ. Alex Lau, giám đốc điều hành của InventWood, đã cho WSJ xem một số tấm ván sáng bóng kỳ lạ, cứng đến mức không thể tin được khi phóng viên của tờ báo này tham quan phòng thí nghiệm thử nghiệm và nhà máy đang xây dựng của công ty ở miền trung Maryland, Mỹ.
Theo WSJ, Superwood giống như một vật thể siêu nhiên, cực kỳ chắc và nhẹ.
Vào một thời điểm nào đó trong mùa hè này, nhà máy Superwood đầu tiên trên thế giới sẽ đi vào hoạt động ở quy mô công nghiệp. Công ty này cho biết khách hàng sẽ có thể mua sản phẩm với mức giá tương đương với mặt tiền tòa nhà cao cấp hoặc gỗ cứng nhiệt đới.
Gỗ chế tạo hiện đang rất thịnh hành. Ngành công nghiệp này từ lâu đã sử dụng phế liệu để làm ra những tấm ván sợi định hướng quen thuộc (hay còn gọi là OSB), khác với gỗ dán nhưng vẫn được làm bằng các lớp dán lại với nhau. Giờ đây, các nhà nghiên cứu và kỹ sư đang phát triển khái niệm này.
Gã khổng lồ trong ngành gỗ Weyerhaeuser ở Mỹ vừa khởi công xây dựng một nhà máy trị giá 500 triệu USD ở Arkansas để tạo ra TimberStrand, được làm từ phế liệu nhưng có thể chắc hơn gỗ thông thường. Và InventWood đang tận dụng chuyên môn của ngành: Người quản lý nhà máy của công ty đến từ Weyerhaeuser.
Một số nhà xây dựng đang thử nghiệm gỗ dán chéo—ván gỗ được xếp lớp cẩn thận—để thay thế các thành phần kết cấu bằng thép hoặc bê tông nhỏ hơn. Điều này đã dẫn đến những thứ như tòa nhà chọc trời bằng gỗ và nhà ga sân bay ấm áp, hấp dẫn trị giá 2 tỷ USD ở Portland, bang Oregon của Mỹ.
Phong trào hướng tới các tòa nhà gỗ ngày càng lớn phụ thuộc vào việc cập nhật các quy tắc xây dựng và thuyết phục mọi người rằng chúng sẽ không bốc cháy, Caitlin Mueller, giám đốc chương trình Công nghệ xây dựng tại Viện Công nghệ Massachusetts cho biết. Bà nói thêm rằng các tòa nhà bằng gỗ được thiết kế đúng cách khá an toàn trong hỏa hoạn.
Kết cấu xây dựng bằng gỗ truyền thống, với các tấm ván mỏng và dễ dàng tiếp cận oxy, thì không. Bà nói rằng "Về cơ bản, bạn đang đốt một đống lửa trại nhỏ".
Liangbing Hu là Willy Wonka của gỗ kỹ thuật. Hiện là giáo sư tại Yale, trước đây ông từng là giám đốc Trung tâm đổi mới vật liệu tại Đại học Maryland. Tại đó, ông đã phát minh ra gỗ trong suốt, gỗ có thể đúc như nhựa và gỗ nảy như quả bóng cao su. Tất cả các phát minh của ông đều liên quan đến việc xử lý gỗ ở cấp độ phân tử.
Năm 2018, Liangbing Hu và các đồng nghiệp đã tạo nên làn sóng trong giới khoa học vật liệu khi họ trình bày công nghệ hỗ trợ của Superwood trong một bài báo trên tạp chí Nature.
Một mẫu ván Superwood (ván tối màu hơn) đặt cạnh gỗ thông thường, đang trải qua thử nghiệm uốn cong có trọng lượng trong thời gian dài.
Khi được kẹp giữa gỗ thông thường có màu sáng hơn, Superwood có thể gia cố các sản phẩm thay thế chịu lực cho dầm thép chữ I.
Để tạo ra Superwood, họ bắt đầu bằng cách nấu và xử lý hóa học gỗ. Sau đó, họ nén gỗ lại, do đó, một tấm ván thông thường chỉ dày bằng một phần tư. Liangbing Hu phát hiện ra rằng quá trình này đẩy các sợi cellulose lại gần nhau hơn và làm sụp đổ các kênh tạo nên hệ thống tuần hoàn của cây.
Một thách thức đối với Superwood: Mặc dù cứng hơn nhiều so với gỗ thông thường, nhưng vẫn không cứng bằng thép hoặc bê tông, vì vậy các tòa nhà phải được thiết kế để không bị uốn cong quá nhiều, Mueller của MIT cho biết.
Sau tiếng vang ban đầu, hầu hết mọi người đều cho rằng Superwood chỉ là một sự tò mò. Nhưng Lau thì không. Ông đã liên hệ với Liangbing Hu và giúp ra mắt InventWood vào năm 2021. Công ty khởi nghiệp này đã nhận được khoản tài trợ mở rộng quy mô 20 triệu USD từ Bộ Năng lượng Mỹ vào năm sau và cũng đã nhận được 30 triệu USD tiền tài trợ từ nhiều nhà đầu tư khác nhau.
Ngày nay, InventWood đang đưa Superwood ra thị trường với cơ sở sản xuất rộng 90.000 foot vuông—và họ đang lên kế hoạch xây dựng một cơ sở mới lớn gấp ba lần.
Trong chuyến tham quan gần đây đến nhà máy gần hoàn thiện, tờ WSJ cho biết họ đã chứng kiến toàn bộ quy trình từ đầu đến cuối. Công ty yêu cầu WSJ không tiết lộ chi tiết về cách sản xuất Superwood, vì họ lo ngại rằng các công ty ở nước ngoài sẽ sao chép quy trình của họ.
Tập trung vào lợi nhuận, InventWood ban đầu sẽ tiếp thị Superwood dưới dạng ván ốp, yêu cầu chứng nhận tối thiểu, Liangbing Hu cho biết. Nó cũng có thể được sử dụng làm sàn gỗ—nó có độ bền và khả năng chống chịu thời tiết tương tự như gỗ cứng nhiệt đới—cũng như hàng rào và khung cửa sổ.
Một robot công nghiệp đưa ván vào dây chuyền lắp ráp đang được thử nghiệm tại cơ sở sản xuất của InventWood.
Việc chứng minh rằng Superwood có thể được sử dụng làm các thành phần kết cấu trong các tòa nhà đòi hỏi phải có chứng nhận từ các đối tác của công ty, bao gồm các nhà xây dựng và kiến trúc sư. Nó cũng đòi hỏi các quy trình xây dựng mới, vì vật liệu này đủ chắc chắn để loại bỏ mối nối thép thường thấy trong các kết cấu gỗ kỹ thuật.
Ứng dụng vượt ra ngoài phạm vi xây dựng. Superwood giống như sợi carbon, nhưng ít giòn hơn và sợi carbon đã được sử dụng trong mọi thứ, từ thiết bị thể thao và giày tennis đến xe đua và máy bay. Chiếc máy bay gỗ đáng chú ý cuối cùng là De Havilland Mosquito, trong Thế chiến II, nhưng trong tương lai của eVTOL, hay còn gọi là "ô tô bay", một vật liệu như Superwood có thể được ưa chuộng. Và ai lại không muốn có một chiếc máy tính xách tay hoặc điện thoại thông minh làm bằng gỗ cực bền, có màu đậm? Gia công nó đòi hỏi những kỹ thuật mới, nhưng những kỹ thuật đó không phải là không thể, Lau nói.
Liangbing Hu cho biết một ngày nào đó, ngay cả nhà máy của InventWood cũng có thể được xây dựng từ cùng một vật liệu mà nó sản xuất.
Các mẫu Superwood, được làm từ các loài cây không thể sử dụng cho mục đích xây dựng, chẳng hạn như cây dương, tại cơ sở của InventWood ở Mỹ.
Bên trong một nhà kho rộng lớn, những cánh tay rô-bốt có kích thước bằng xe Cadillac Escalades đang tập dượt các động tác cho một điệu nhảy được biên đạo chặt chẽ sẽ bắt đầu vào cuối mùa hè này.
Một chất mới lạ sẽ bắt đầu lăn ra khỏi dây chuyền lắp ráp: gỗ mềm được biến đổi ở cấp độ phân tử thành thứ gì đó bền hơn thép nhưng chỉ bằng một phần sáu trọng lượng.
Tên của nó có lẽ hơi khó hiểu: Superwood.
Nhà sản xuất của nó, công ty khởi nghiệp InventWood, cho biết một ngày nào đó loại gỗ này có thể thay thế dầm chữ I bằng thép trong bộ khung của các tòa nhà, đồng thời đủ khả năng chống va đập để làm cửa chống đạn. Nó cũng chống cháy và không bị cong vênh trong hỏa hoạn như thép. Sẽ là một thành công lớn nếu công ty InventWood có thể thay thế một khối thép và bê tông cấp xây dựng bằng gỗ vụn.
Phóng viên của tờ báo Mỹ WSJ cho biết Superwood cũng rất đẹp. Quá trình cô đặc làm đậm màu gỗ và làm nổi bật vân gỗ tự nhiên của gỗ. Alex Lau, giám đốc điều hành của InventWood, đã cho WSJ xem một số tấm ván sáng bóng kỳ lạ, cứng đến mức không thể tin được khi phóng viên của tờ báo này tham quan phòng thí nghiệm thử nghiệm và nhà máy đang xây dựng của công ty ở miền trung Maryland, Mỹ.
Theo WSJ, Superwood giống như một vật thể siêu nhiên, cực kỳ chắc và nhẹ.
| 
|
Một mẫu Superwood do CEO Alex Lau của InventWood cầm. Sản phẩm sẽ được sản xuất tại một nhà máy ở miền trung Maryland.
Vào một thời điểm nào đó trong mùa hè này, nhà máy Superwood đầu tiên trên thế giới sẽ đi vào hoạt động ở quy mô công nghiệp. Công ty này cho biết khách hàng sẽ có thể mua sản phẩm với mức giá tương đương với mặt tiền tòa nhà cao cấp hoặc gỗ cứng nhiệt đới.
Gỗ chế tạo hiện đang rất thịnh hành. Ngành công nghiệp này từ lâu đã sử dụng phế liệu để làm ra những tấm ván sợi định hướng quen thuộc (hay còn gọi là OSB), khác với gỗ dán nhưng vẫn được làm bằng các lớp dán lại với nhau. Giờ đây, các nhà nghiên cứu và kỹ sư đang phát triển khái niệm này.
Gã khổng lồ trong ngành gỗ Weyerhaeuser ở Mỹ vừa khởi công xây dựng một nhà máy trị giá 500 triệu USD ở Arkansas để tạo ra TimberStrand, được làm từ phế liệu nhưng có thể chắc hơn gỗ thông thường. Và InventWood đang tận dụng chuyên môn của ngành: Người quản lý nhà máy của công ty đến từ Weyerhaeuser.
Một số nhà xây dựng đang thử nghiệm gỗ dán chéo—ván gỗ được xếp lớp cẩn thận—để thay thế các thành phần kết cấu bằng thép hoặc bê tông nhỏ hơn. Điều này đã dẫn đến những thứ như tòa nhà chọc trời bằng gỗ và nhà ga sân bay ấm áp, hấp dẫn trị giá 2 tỷ USD ở Portland, bang Oregon của Mỹ.
Phong trào hướng tới các tòa nhà gỗ ngày càng lớn phụ thuộc vào việc cập nhật các quy tắc xây dựng và thuyết phục mọi người rằng chúng sẽ không bốc cháy, Caitlin Mueller, giám đốc chương trình Công nghệ xây dựng tại Viện Công nghệ Massachusetts cho biết. Bà nói thêm rằng các tòa nhà bằng gỗ được thiết kế đúng cách khá an toàn trong hỏa hoạn.
Kết cấu xây dựng bằng gỗ truyền thống, với các tấm ván mỏng và dễ dàng tiếp cận oxy, thì không. Bà nói rằng "Về cơ bản, bạn đang đốt một đống lửa trại nhỏ".
Liangbing Hu là Willy Wonka của gỗ kỹ thuật. Hiện là giáo sư tại Yale, trước đây ông từng là giám đốc Trung tâm đổi mới vật liệu tại Đại học Maryland. Tại đó, ông đã phát minh ra gỗ trong suốt, gỗ có thể đúc như nhựa và gỗ nảy như quả bóng cao su. Tất cả các phát minh của ông đều liên quan đến việc xử lý gỗ ở cấp độ phân tử.
Năm 2018, Liangbing Hu và các đồng nghiệp đã tạo nên làn sóng trong giới khoa học vật liệu khi họ trình bày công nghệ hỗ trợ của Superwood trong một bài báo trên tạp chí Nature.
Một mẫu ván Superwood (ván tối màu hơn) đặt cạnh gỗ thông thường, đang trải qua thử nghiệm uốn cong có trọng lượng trong thời gian dài.
Khi được kẹp giữa gỗ thông thường có màu sáng hơn, Superwood có thể gia cố các sản phẩm thay thế chịu lực cho dầm thép chữ I.
Để tạo ra Superwood, họ bắt đầu bằng cách nấu và xử lý hóa học gỗ. Sau đó, họ nén gỗ lại, do đó, một tấm ván thông thường chỉ dày bằng một phần tư. Liangbing Hu phát hiện ra rằng quá trình này đẩy các sợi cellulose lại gần nhau hơn và làm sụp đổ các kênh tạo nên hệ thống tuần hoàn của cây.
Một thách thức đối với Superwood: Mặc dù cứng hơn nhiều so với gỗ thông thường, nhưng vẫn không cứng bằng thép hoặc bê tông, vì vậy các tòa nhà phải được thiết kế để không bị uốn cong quá nhiều, Mueller của MIT cho biết.
Sau tiếng vang ban đầu, hầu hết mọi người đều cho rằng Superwood chỉ là một sự tò mò. Nhưng Lau thì không. Ông đã liên hệ với Liangbing Hu và giúp ra mắt InventWood vào năm 2021. Công ty khởi nghiệp này đã nhận được khoản tài trợ mở rộng quy mô 20 triệu USD từ Bộ Năng lượng Mỹ vào năm sau và cũng đã nhận được 30 triệu USD tiền tài trợ từ nhiều nhà đầu tư khác nhau.
Ngày nay, InventWood đang đưa Superwood ra thị trường với cơ sở sản xuất rộng 90.000 foot vuông—và họ đang lên kế hoạch xây dựng một cơ sở mới lớn gấp ba lần.
Trong chuyến tham quan gần đây đến nhà máy gần hoàn thiện, tờ WSJ cho biết họ đã chứng kiến toàn bộ quy trình từ đầu đến cuối. Công ty yêu cầu WSJ không tiết lộ chi tiết về cách sản xuất Superwood, vì họ lo ngại rằng các công ty ở nước ngoài sẽ sao chép quy trình của họ.
Tập trung vào lợi nhuận, InventWood ban đầu sẽ tiếp thị Superwood dưới dạng ván ốp, yêu cầu chứng nhận tối thiểu, Liangbing Hu cho biết. Nó cũng có thể được sử dụng làm sàn gỗ—nó có độ bền và khả năng chống chịu thời tiết tương tự như gỗ cứng nhiệt đới—cũng như hàng rào và khung cửa sổ.
Một robot công nghiệp đưa ván vào dây chuyền lắp ráp đang được thử nghiệm tại cơ sở sản xuất của InventWood.
Việc chứng minh rằng Superwood có thể được sử dụng làm các thành phần kết cấu trong các tòa nhà đòi hỏi phải có chứng nhận từ các đối tác của công ty, bao gồm các nhà xây dựng và kiến trúc sư. Nó cũng đòi hỏi các quy trình xây dựng mới, vì vật liệu này đủ chắc chắn để loại bỏ mối nối thép thường thấy trong các kết cấu gỗ kỹ thuật.
Ứng dụng vượt ra ngoài phạm vi xây dựng. Superwood giống như sợi carbon, nhưng ít giòn hơn và sợi carbon đã được sử dụng trong mọi thứ, từ thiết bị thể thao và giày tennis đến xe đua và máy bay. Chiếc máy bay gỗ đáng chú ý cuối cùng là De Havilland Mosquito, trong Thế chiến II, nhưng trong tương lai của eVTOL, hay còn gọi là "ô tô bay", một vật liệu như Superwood có thể được ưa chuộng. Và ai lại không muốn có một chiếc máy tính xách tay hoặc điện thoại thông minh làm bằng gỗ cực bền, có màu đậm? Gia công nó đòi hỏi những kỹ thuật mới, nhưng những kỹ thuật đó không phải là không thể, Lau nói.
Liangbing Hu cho biết một ngày nào đó, ngay cả nhà máy của InventWood cũng có thể được xây dựng từ cùng một vật liệu mà nó sản xuất.
