Сварить дерево: научный эксперимент, который меняет представление о материалах

Давайте сразу определимся: речь не о склеивании. Сварка — это когда материалы в зоне контакта плавятся, смешиваются и образуют единое целое. И нет, холодная сварка не в счёт — это, по сути, тот же клей. Нам нужно настоящее плавление.

Почему же дерево не хочет плавиться? Опыт подсказывает: нагрейте его — и оно начнёт тлеть, дымиться, превращаться в уголь. Всё дело в кислороде. Горение — это быстрая реакция окисления. Но что, если нагревать дерево в бескислородной среде? Например, плотно прижав две детали друг к другу, чтобы воздух просто не проник к месту контакта? Звучит как безумная гипотеза, но она сработала.

И вот здесь начинается самое интересное. Получается, всё это время мы просто неправильно нагревали дерево?

Эксперимент: в идее есть здравый смысл

Для первого опыта взяли дубовый конус и отверстие, идеально ему соответствующее. Конус вставили в отверстие и начали быстро вращать дрелью. Трение разогрело поверхность до высокой температуры. После остывания попробовали вытащить конус. Не вышло. Детали стали одним целым — они буквально спаялись!

Секрет в лигнине. Это фенольный биополимер, который скрепляет волокна целлюлозы в древесине. Как и любой полимер, при сильном нагреве без доступа кислорода он плавится, а не горит. Этот расплавленный лигнин и стал тем самым «деревянным припоем», который намертво соединил детали.

Чтобы окончательно убедиться, провели второй, более чистый эксперимент. Две деревянные полоски поместили в вакуумную камеру, сложили крестиком и нагрели точку касания лазером. Результат тот же — прочное, монолитное соединение. Доказательство налицо: без кислорода дерево ведёт себя совершенно иначе.

В 21 веке деревянные вещи переживают второй расцвет

И неспроста. Дерево — материал возобновляемый, биоразлагаемый, прочный и с прекрасной эстетикой. Но классические методы его соединения — гвозди, шурупы, клей — имеют свои ограничения. А представьте, если бы мы могли сваривать деревянные конструкции, создавая бесшовные, монолитные узлы? Это открыло бы новые горизонты для дизайна и инженерии.

Идея, подсказанная простым YouTube-экспериментом, может стать толчком для новых технологий. Кто знает, может, через пару десятилетий сварные деревянные швы будут обычным делом.

Если хотите увидеть весь процесс своими глазами — поищите оригинальный 8-минутный ролик от Action Lab. Это действительно впечатляет.