При участии ученых ЛЭТИ был разработан способ повышения эксплуатационных свойств древесины с помощью ультразвука: в основе подхода лежит использование оборудования проходного типа, которое делает поверхность древесины плотнее и тверже. Об этом «Газете.Ru» рассказали в ЛЭТИ.
Сегодня существует множество технологий модификации древесины, классифицируемых по ГОСТ (термомеханическая, термохимическая, химико-механическая), ключевая задача любой модификации – предварительно размягчить лигнин (древесина – природный полимер, состоящий из целлюлозного каркаса, связанного лигнином), чтобы уплотнить древесину без повреждения целлюлозной матрицы.
Одним из эффективных и безопасных для структуры древесины методов повышения плотности может являться ультразвуковое воздействие в сочетании с механическим давлением: мощное акустическое поле размягчает лигнин, позволяя безопасно сжать и зафиксировать структуру. Подтвержденное сохранение целостности внутренней структуры материала в течение пяти лет после обработки подтверждает высокую эффективность ультразвуковой пластификации.
«В ходе многолетнего исследования мы изучили стабильность свойств поверхности осины после ультразвуковой модификации: образцы, обработанные на разработанном нами станке проходного типа и хранившиеся в течение пяти лет, были повторно изучены. Измерения твердости и анализ структуры методом сканирующей электронной микроскопии показали отсутствие значимых релаксационных изменений – внутренняя структура древесины сохранилась в том же виде, что и непосредственно после обработки», – рассказала доцент кафедры электроакустики и ультразвуковой техники СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Алена Вьюгинова.
Выбор осины для исследования обусловлен ее низкой плотностью и высокой однородностью структуры, что обеспечивает эффективное и равномерное ультразвуковое уплотнение с высокой скоростью.
Обработка древесины ультразвуком осуществляется на оборудовании проходного типа непрерывного действия, функционирующим по принципу ультразвуковой фильеры: заготовка подается с одной стороны установки, пропускается между двумя ультразвуковыми волноводами (расположенными с зазором, меньшим исходной толщины древесины), проходит через зону интенсивного акустического воздействия и выходит с противоположной стороны в модифицированном состоянии.
Производительность установки составляет от 1 до 5 м/мин в зависимости от породы (для твердых пород – не менее 1 м/мин, для мягких, включая осину, – до 4-5 м/мин).
«Данный метод реализует вариант непрерывного высокоскоростного технологического процесса, что принципиально отличает его от длительных технологий глубокой термической или химической модификации и способен обеспечивать оперативное повышение твердости и износостойкости поверхностного слоя в условиях производства», — отметил доцент кафедры защиты леса, древесиноведения и охотоведения Санкт-Петербургского государственного лесотехнического университета Леонид Леонтьев.
Ранее ученые ЛЭТИ разработали точную нейросеть для распознавания эмоций в речи человека.
