Een ‘nieuw’ soort hout in ontwikkeling : Superwood

[Charel09]

tot nu toe het enigste nederlandstalig artikel dat ik kon vinden, in Change.inc

De Amerikaanse start-up InventWood claimt dat het een type hout heeft ontwikkeld dat sterker is dan staal: Superwood. Daarvoor gebruikt het bedrijf een techniek waarmee hout wordt gekookt en geperst tot een nieuw materiaal met een heel hoge dichtheid. Superwood moet een duurzamer alternatief worden voor beton en staal.
InventWood benut de kracht van cellulose, de organische bouwsteen van vrijwel alle planten en bomen. Door cellulose op een temperatuur van onder de 200 graden Celsius te ‘koken’ met chemicaliën die ook in de voedingsindustrie worden gebruikt, worden de vezels aan elkaar verbonden. Vervolgens gebruikt het bedrijf lignine – de natuurlijke lijmstof in bomen en planten – om het geheel op zijn plek te houden. Het bedrijf claimt de techniek bij nagenoeg elk soort hout te kunnen toepassen, van houtsnippers tot bamboe.

Superwood is created by chemically treating wood with food-industry chemicals to remove most of its lignin and then compressing the material to strengthen the hydrogen bonds between cellulose molecules.

Inventwood is een Amerikaanse start-up dat later dit jaar commercieel wil opstarten

Superwood : niet te verwarren met een Deense ontwikkeling op basis van vurenhout

 

[Bert Vanderveen]

Interessant. Ga ik in de gaten houden. Productie zou in de loop van het jaar op gang moeten komen. Of de producten op korte termijn deze kant op gaan komen betwijfel ik. Mss dat er hier onder licentie wat gemaakt gaat worden?

Wel een dingetje: alle toepassingsvoorbeelden zijn computergegenereerde plaatjes. Daar hou ik niet van.

 

[henkverhaar]

tot nu toe het enigste nederlandstalig artikel dat ik kon vinden, in Change.inc

De Amerikaanse start-up InventWood claimt dat het een type hout heeft ontwikkeld dat sterker is dan staal: Superwood. Daarvoor gebruikt het bedrijf een techniek waarmee hout wordt gekookt en geperst tot een nieuw materiaal met een heel hoge dichtheid. Superwood moet een duurzamer alternatief worden voor beton en staal.
InventWood benut de kracht van cellulose, de organische bouwsteen van vrijwel alle planten en bomen. Door cellulose op een temperatuur van onder de 200 graden Celsius te ‘koken’ met chemicaliën die ook in de voedingsindustrie worden gebruikt, worden de vezels aan elkaar verbonden. Vervolgens gebruikt het bedrijf lignine – de natuurlijke lijmstof in bomen en planten – om het geheel op zijn plek te houden. Het bedrijf claimt de techniek bij nagenoeg elk soort hout te kunnen toepassen, van houtsnippers tot bamboe.

Superwood is created by chemically treating wood with food-industry chemicals to remove most of its lignin and then compressing the material to strengthen the hydrogen bonds between cellulose molecules.

Merk op - die NL tekst is niet conform de informatie op de website van Inventwood zelf. Ik heb (nog) niet naar de octrooien gekeken, maar Inventwood meldt dat de lignine (zo veel mogelijk) verwijderd wordt (en niet dat de lignine als lijmstof gebruikt wordt - dat is nou juist precies wat lignine in 'normaal' hout doet).

De vezels (cellulose) worden niet chemisch aan elkaar verbonden - althans Inventwood claimt dat de cellulosevezels, na verwijdering van de lignine, door compressie zodanig verdicht worden dat ze elkaar via waterstofbruggen 'vasthouden' - dat is (niet echt) een chemische modificatie. Wel zijn waterstofbruggen, als je er maar genoeg hebt, en dat is bij cellulose geen probleem, sterk genoeg om met name de treksterkte duidelijk te verbeteren.
Die claim dat het sterker is dan staal is op zich niet heel spannend - alle koolstofvezels/ ketens hebben een veel hogere treksterkte dan staal - net als glasvezel overigens - denk maar aan grafietvezels/composieten. De truc zit m altijd in het vertalen van die 'microscopische' sterkte - de breeksterkte van een individuele vezel/polymeermolecuul - naar een macroscopische sterkte - afschuifsterkte van de losse vezels die naast elkaar liggen (waar in een metaal de moleculaire krachten meteen ook de macroscopische sterkte bepalen). Er zijn verschillende manieren om dat te doen: bij Dyneema bijvoorbeeld, dat uit polyethyleenketens bestaat, wordt het materiaal zodanig opgerekt dat de vezels/polymeermoleculen van een min of meer random orientatie allemaal parallel komen te liggen, waardoor de Vanderwaalskrachten gemaximaliseerd worden. Die Vanderwaalskrachten zijn normaliter niet heel sterk, maar als je per molecuul de Vanderwaalskrachten van 200 monomeereenheden ter beschikking hebt leidt dat tot een significante verhoging van de macroscopische treksterkte. Bij aramidevezels (twaron, kevlar) zorgen de aromatische (benzeen) eenheden in de monomeren voor extra interacties tussen de afzonderlijke vezels (kort door de bocht). In het geval van Inventwood/Superwood zijn ze er kennelijk in geslaagd om die waterstofbruggen hiervoor in te zetten.

Let wel, daarmee is zeker niet gezegd dat het onder alle vormen van belasting sterker is dan staal. Alleen de treksterkte heb je hiermee expliciet verhoogd. De breeksterkte (zowel lineair als transversaal) hoeft helemaal niet hoger te zijn dan die van staal, en ook de buigweerstand _hoeft_ niet hoger te zijn. De claim 'sterker dan staal' is dus, hoewel waarschijnlijk correct, absoluut niet compleet...

Dat gezegd hebbende, het lijkt een interessant materiaal ;-)

 

[Efvee]

Glas is ook veel sterker dan staal. Voor de praktische toepasbaarheid is de energie (kracht maal weg) die nodig is het materiaal te breken meestal belangrijker dan de kracht alleen.
Je kunt van koolstofvezel en epoxy heel staven maken met een heel hoge treksterkte, maar ze zijn heel kwetsbaar voor beschadiging door belasting in andere richtingen, en die schade is van buitenaf niet te zien.

 

[rolandvs]

Volgens mij is dit 2 jaar geleden al eens gepost. Heb er toen al eens wat over gelezen

 

[rolandvs]

Maar is glas of half leeg of half vol.

Hout is sterker dan staal - Centrum Hout

www.centrumhout.nl

Is maar hoe je het bekijkt.

Er is ook beton zonder zonder cement.
( polymeerbeton )

En in den haag word op dit moment grootste gebouw van hout gebouwd in Nederland maar nu volledig in hout. Dus normaal zijn kernen van beton. Deze volledig van hout urban wood dacht ik

 

[michielr]

Ze zijn niet de eerste met de claim dat hun houtproduct sterker is dan staal, maar ze hebben het wel over de "strenght to weight ratio". Als je simpelweg de buigsterkte van C24 constructie hout vergelijkt met de vloeigrens van s235 staal kom je ook tot de conclusie dat hout bijna 2 keer zo sterk is als staal. Hoe bruikbaar een materiaal is in een bepaalde toepassing hangt van meer eigenschappen af dan alleen de sterkte.

Terug naar Inventwood, ik denk dat dit het patent is wat bij het omschreven product hoort: https://worldwide.espacenet.com/pat...47/publication/US12011845B2?q=pn=US12011845B2

Leesvoer voor de liefhebber laten we maar zeggen.

 

[henkverhaar]

Terug naar Inventwood, ik denk dat dit het patent is wat bij het omschreven product hoort: https://worldwide.espacenet.com/patent/search/family/085039147/publication/US12011845B2?q=pn=US12011845B2

Mmm - ik weet niet of dit het octrooi is. Het is eigendom van de Amerikaanse overheid (ministerie van landbouw), het gebruikt geen "chemicalien uit de voedingsindustrie' voor de delignificatie, althans niet wat de doorsnee doelgroep van dat proza daarmee zou associeren (er is in het octrooi sprake van sterk loog, ammonia, ureum, zuurstof, of soda), en er wordt in het geheel niet gesproken van waterstofbruggen tussen de cellulosemoleculen. Allemaal op zich geen overwegingen die dit octrooi uitsluiten, maar het klinkt ook niet heel toepasselijk... Verder wordt Liangbing Hu, die op de site van Inventwood genoemd wordt als (een van de) uitvinder(s) in het octrooi niet genoemd.

als je op Liangbing Hu en delignification zoekt vind je 63 octrooien die aan de universiteit van Maryland of aan Inventwood toebehoren, en die beter in de richting lijken te wijzen. Met name deze: US11958209B2. Overigens is ook hier de feitelijk beschreven chemie duidelijk minder 'aangenaam' dan de promotionele taal op de site van Inventwood...

Overigens vraag ik me af waar al die fraaie plaatjes op hun site vandaan komen. Het octrooi beschrijft dat het gedelignificeerde hout feitelijk wit is. Al die foto's laten derhalve plaatwerk zien - wellicht een 'Superwood' kern met goed gekozen fineer, of zoiets...

 

[michielr]

Ja, je hebt gelijk. Ik denk dat ik de verkeerde link heb gedeeld, had een aantal patenten gelinkt aan Inventwood op mijn scherm. Opmerkelijk dat de Amerikaanse overheid als applicant vermeld staat, maar DAI JIAQI staat daar ook vermeld, en die komt vaker terug als uitvinder op patenten van Inventwood. Er zit dus ergens wel een link naar dit bedrijf.

Maargoed, deze van Inventwood had ik in eerste instantie willen delen: https://worldwide.espacenet.com/patent/search?q=pn=WO2024220910A1