Специалисты из Университета Торонто установили, что биоуголь, производимый из древесного сырья, может демонстрировать твердость, сопоставимую с низкоуглеродистой сталью, при измерении вдоль определенного направления. Исследование выявило, что показатель твердости биоугля может изменяться более чем в 28 раз в зависимости от ориентации измерения. Это наглядно иллюстрирует влияние внутренней структуры древесины на физические свойства карбонизированных материалов. Биоуголь теперь не только экологичный продукт, но и перспективный строительный материал для устойчивой инженерии.
Научная работа сосредоточена на монолитных формах биоугля — цельных блоках обугленной древесины, сохраняющих исходную структуру волокон и поровое пространство. Именно эти структурные особенности, как выяснили исследователи, обеспечивают материалу исключительную прочность и направленную твердость. Температурный режим и вид древесного сырья оказали значительное влияние на конечные свойства материала. Так, биоуголь, полученный из железного, произрастающего в Африке, показал осевую твердость 2.25 гигапаскаля, что примерно соответствует показателям низкоуглеродистой стали.
Научная группа доказала, что наблюдаемая анизотропия свойств обусловлена не характеристиками углерода как такового, а поровой архитектурой древесного материала. Была также обнаружена выраженная корреляция между объемной плотностью, твердостью и концентрацией углерода. Более плотные образцы с повышенным содержанием углерода демонстрировали лучшую устойчивость к деформации. Потенциальные области использования включают высокопрочные электроды для энергетических систем, облегченные композитные материалы и фильтры с контролируемым направлением потока.
Древняя японская технология заготовки древесины без вырубки деревьев.