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テクノロジー

スチールやチタン合金に匹敵する「スーパー木材」 48

ストーリー by hylom
最新技術 部門より
maia曰く、

最近、木造高層ビルの構想を聞くようになった。これは、CLT(Cross Laminated Timber:直交集成板)の登場が背景にあると思われる(WIRED読売新聞)。

2月8日、無垢の木材そのものを加工して、いわば「スーパー木材」を作る技術が発表された(Nature誌掲載論文Science alertハザードラボ)。その要点は次のようなものらしい。

Our two-step process involves the partial removal of lignin and hemicellulose from the natural wood via a boiling process in an aqueous mixture of NaOH and Na2SO3 followed by hot-pressing、leading to the total collapse of cell walls and the complete densification of the natural wood with highly aligned cellulose nanofibres

細胞壁を完全につぶして繊維方向の揃った圧縮材が得られる。通常の木材より強度、耐久性とも一桁違う。樹種を問わないのも特徴で、バルサやパインでも十分らしい。強度はスチール、チタン合金、CFRPなどに匹敵し、重量はスチールの6分の1で、また安価であるという。加工の初期段階なら曲げや型加工も可能。家具、建築部材、自動車、飛行機、防弾材などへの利用が考えられる。

この議論は賞味期限が切れたので、アーカイブ化されています。 新たにコメントを付けることはできません。
  • 住友林業、70階建て「木造」ビル構想 東京・丸の内での建設を想定 [nikkei.com]

    日記本文リンクの2記事共通のキーワード、CLT(クロス・ラミネテッド・ティンバー、直交集成板)は新聞記事(およびWeb版無償閲覧範囲)には登場しないものの、業務提携相手の熊谷組の実績というのは「熊谷組 CLT」で検索した [google.co.jp]限りCLTであろうと考えられる。

  • 接着剤で短い木材をつなぎとめているあたり、素人目に心配になる。

    構造強度に寄与しない内装材は気にしないとして、
    住宅用の外壁やなんか、湿気、雨漏りとか、木材部分が接着剤となじまなくなる変化はないんだろうか。

    お題の新しい集成材に限った話ではなく、
    現在の2x4工法は、合板に強度を支えてもらっているが、その合板の接着は大丈夫なのかな、
    耐用年数が見積もられているが、その年数を超えると途端にダメになったりしないだろうか、

    • 城か寺社か忘れたけど、長くない柱を継いで長い心柱にするという造りかたがあったそうだ。
      充分に長い柱がいつでも入手できたわけじゃないからね。

      そういう建築物が今でも残ってるって話らしいから、うまくつくればそれほど心配しなくてもいいのかも?

      親コメント
  • by Anonymous Coward on 2018年02月11日 15時26分 (#3359897)

    白蟻・木食い虫・髪切虫・鍬形とか、船舶に使った場合の船喰虫とか、どうなのだろうか。
    まあ鋼材の錆とか、ポルトランドセメントコンクリートの中和とか、樹脂ゴムの経年劣化とかと同じ話だが。

    # キツツキは敵?それとも味方?

    • by Anonymous Coward

      食えるのか?文字通り歯が立たなかったりして。

  • by Anonymous Coward on 2018年02月11日 18時55分 (#3359977)

    >強度はスチール、チタン合金、CFRP等に匹敵し、重量はスチールの1/6で
    木製の日本刀とか作れるのかな?

    金属探知機にかからない、ということでマンガや小説のネタに出てきそう。
    #ナウシカだとセラミック刀が普通に使われてて、蟲の皮の方が強靱で高級品扱い.

    • by Anonymous Coward on 2018年02月13日 16時24分 (#3360643)

      BTTF part3の蒸気機関車を140km/hまで加速させる燃料が思い浮かびますね

      親コメント
    • by Anonymous Coward

      すでになろう系で実用化されてますね。
      「詰みかけ転生領主の改革」だったかな。

      • by nnnhhh (47970) on 2018年02月13日 15時11分 (#3360614) 日記

        ほぇーそうなんだ
        最先端なんですなぁ
        読んでみよう

        親コメント
      • by Anonymous Coward

        他にも圧縮木材で剣やら武器やら作るチーレム(※)モノもあったような。同時期の2013年ごろだからもうどうなったか不明。
        この手の話は圧縮木材で武器作ったらすごくない?から始まっていそうなので、いろいろ突っ込みどころがありすぎて最初はアイデアに感心して読み進めるも、途中でよく断念します。
        件の「詰みかけ~」は主人公の年齢以外はわりとまともな構成なので完結まで読みきりました。書籍購入までするかと言われれば微妙。

        ※チーレム:チート+ハーレムの略。チートの本来の意味からははずれて、なんの努力もしていなかった引きこもりやニートがものすごい能力を与えられたうえなぜかモテモテになるという安易な話が濫造され、それらを揶揄した言葉。今でも一定数の支持はあるらしい。

        • by Anonymous Coward

          「異世界の聖機師物語」だと、圧縮した岩を武器につかってましたね。
          ブラックホール……ほどじゃないけど、圧縮した高密度な岩だから、そこらの剣よりよほど強度が高いんだと。

          ちなみにTOSの惑星破壊兵器も、なんか高密度物質の装甲でまもられてました。

          「その上惑星の殺し屋は堅固なニュートロニウムで覆われておりコンステレーションの攻撃では歯が立たず、大損害を受けた。」 http://ja.memory-alpha.wikia.com/wiki/%E6%83%91%E6%98%9F%E3%81%AE%E6%A... [wikia.com]
          「ニュートロニウム (Neutronium) とは、"中性子のみによって構成された物質" を指すために用いること

      • by Anonymous Coward

        「詰みかけ転生領主の改革」は、オガライト(大鋸屑を接着剤を加えず加熱圧縮成形した固形燃料)の話だと思ってた。

        # 接着剤を混ぜた大鋸屑等を加熱圧縮成形した物が、構造材・強度メンバーに使われるそうな。

    • by Anonymous Coward

      王蟲の皮より削り出したこの剣がセラミック装甲をも貫くぞ!

      #いやもう人力では無理だろう…

    • by Anonymous Coward

      超切れる木刀といえば名刀洞爺湖
      #連載もそろそろ終幕に向かっている模様

      ちなみに木刀やバットも機内持ち込み不可だったはず

    • by Anonymous Coward

      多分ジュラルミンの代わりが務まる。

      # 楽器に使うとどうなのだろうか。(金属製管楽器やピアノ・ギター他の弦楽器とか、スピーカーハウジングとか)

      • by Anonymous Coward

        え、アルミ製のギター?
        Talboはあれだったけど、EVOはちゃんとしたギターになったようです。
        ディストーションを3つ直列に繋いでも変な発振が起きないんだとか。

        #ジュラルミンじゃなくてAC2BかAC4Bだと思いますけど。

    • マロンはあるよね

      #ケーキも木製で宜しく

      • by Anonymous Coward

        レーダー波は金属ほどではないけど反射はするんじゃない?

    • by Anonymous Coward
      https://www.youtube.com/watch?v=kKH63_r0OCA [youtube.com]
      集成材でない木材では作っている人がいるようです。
      集成材だとどこまで薄くできるかが心配ですね。
    • by Anonymous Coward

      あーそうか、加工のしやすさによっては金属探知器にかからない銃が作られそうですね。

  • by Anonymous Coward on 2018年02月13日 16時14分 (#3360639)

    クリプトナイトが弱点なんだろうか

  • by Anonymous Coward on 2018年02月13日 16時46分 (#3360652)

    やや古い映像だけど林業の活性化という大目標も視野に
    CLT利用は内閣府がワンストップ窓口を作っているようなので

    https://www.youtube.com/watch?v=AKl8Xippvvo [youtube.com]
    (なお石破茂)

  • by Anonymous Coward on 2018年02月13日 18時34分 (#3360740)

    次世代主力戦闘機の名前が決まったな!
    これ使って名前はモスキートな
    異論は認めない

    • by Anonymous Coward

      対戦中、なんでイギリスの木造機だけがっつり成功したんですかね?
      マリーンエンジンのおかげ?

      • by Anonymous Coward

        木造機は実はほぼ全ての国で作られているのですけどね。
        他国は使う前に金属機だけで事足りちゃってただけですね。

        • by Anonymous Coward

          いやどう考えても日本は事足りてないと思う。
          木造機性能ダメダメだったみたいだし。

  • by Anonymous Coward on 2018年02月13日 19時14分 (#3360758)

    アルミ・鉄(クロモリ)・樹脂(カーボン)変わり種ではチタンとか竹がありますが
    この木材のフレームはどんなだろう

  • by Anonymous Coward on 2018年02月13日 19時18分 (#3360761)

    リグニンをアルカリで溶かすんならチップにしないでそのままの形で製紙するようなものだろ?
    バラさずにセルロースの塊をつくるということかな?
    細胞壁を潰したら断熱性がなくなるようなきがするけど
    シリコンとか浸透させて穴だけ残せないのかな?
    グリコシド結合はナニゲに共有結合だから結構強力なんだよね
    ナノセルロースより安上がりだろうから結構面白そうだな
    特に建築用資材は安いに越したことはない
    また複合材料化することで防弾、防爆性が大幅に向上すると考えられるから
    いまだにトラックにホロ使ってるところがパネルに切り替えるいい口実になるかも
    ホロは結構風はいるからな…
    さすがに火山弾は防げないだろうけど

    • これって、軽くて防御力の高い戦車や装甲車向けの装甲に使われませんかね。

      いまどき。と言っても、1970年代以降に実用化された戦車の殆どには、セラミックを使った複合装甲 [geocities.co.jp]が、まずはミサイルや歩兵の持ってるロケット弾への防御力を飛躍的に高めるために使われてるのですが、
      # 最初に実用化したのは、ドイツやイギリスではなく、ソ連のT-64だったと言われてますが。

      セラミックだけで層を構成するのだと高速で突っ込んでくる徹甲弾には砕けてしまってほとんど防御効果が出せないから、チタンなどで作った「枠」にセラミックを押し込めていれることで徹甲弾に対しても防御力を確保してると言われてるのですが…
      その素材の重さや「枠」の重さもあって、防御力を今のゲリラ戦中心の状況に合わせると60トンを超えてしまって多くの道路が通れなくなるし、普通の道路でも通れるような重量にすると、非常に限られた範囲にしか装甲を付けられない。と言う問題があるんですよね。

      もし、この「超圧縮木材」が言われてるような性能を示せて超高層ビルにも使えるのなら、今頃各国の軍需産業が使えないものかと研究し始めてたりして。

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      • by Anonymous Coward

        軽くて加工性が良いならむしろバトルスーツに期待する。
        耐火性は知らんが。

      • by Anonymous Coward

        小銃弾までが対象の装甲車ならありかもしれんが
        オーバー100㎜の火砲からのAPSFDS弾防ぐことを考えなきゃならんMBTだとどうかな
        ♯今のところ構成原子が「重い」ことが求められている。
        ♯タングステン→ウランなんてやる(弾のほうも)

        まあ有効な厚みを確保しても軽けりゃありだろうから研究はしてるだろうけど

        • ソ連のT-72戦車の場合、ソ連時代に国内向けに作られてたタイプでは、耐火ゴムやガラス繊維強化樹脂を使ってるんですよ。
          https://twitter.com/i/moments/825367813149691904 [twitter.com]

          T-64やT-80ほど高価に出来ないで数を稼ぐ必要があった。と言う事情があったのでセラミックを使えず、その代わりに徹甲弾(APDSやAPFSDS)への防御効果を持たせるために、これらと防弾鋼を重ねた複合装甲が用いられていた。
          それでフォローできない部分は、ソ連の場合、爆薬の爆風で砲弾全般の効果を奪う、爆発反応装甲 [wikipedia.org]を追加することにしたわけです。

          湾岸戦争で、それらすら省かれてるイラク軍向けのT-72戦車が多国籍軍側の戦車の徹甲弾に貫かれる事態になり、チェチェン独立戦争で、旧ソ連のやりかたを熟知したゲリラに苦しめられてからは、T-72系の戦車(T-90など)にもセラミック装甲をも使うようになりましたし、最新型の戦車では戦車の構造から全面的に見直して戦車兵を生き残らせるようにしてますが。

          この事を考えると、全てをこの素材にするのは無理でも、今まで充分に追加装甲を施すのが重量やコストの関係で厳しかった部位に、この手のものを使ってみる。とか、今までセラミックだけでやっていた部分にこれを追加なり入れ替えするなりして、効果の減少を最低限にしてコストを下げる。というのは十分あり得ると思いますよ。

          --
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  • by Anonymous Coward on 2018年02月13日 19時39分 (#3360771)

    火事と喧嘩は江戸の華、なんていう決まり文句が現代に蘇らなきゃいいけど。

  • by Anonymous Coward on 2018年02月13日 22時18分 (#3360854)

    「スチールやチタン合金」という言い方には違和感を覚えるなぁ。

    日本語に寄せて「鋼やチタン合金」と表記するか英語に寄せて「スティールやタイタニアムアロイ」にしてくれないかなw

    • by Anonymous Coward

      日本語なら「鋼や鈦合金」ではないでしょうか? (鈦: U+9226)

      私を含め誰も読めないでしょうが・・

  • by Anonymous Coward on 2018年02月14日 23時18分 (#3361562)

    さわり心地・香り・見た目のぬくもり・・・といった,私がなんとなく木材に期待しているものが維持されるのかが気になる。こういったものがちゃんと残るのであれば,素晴らしいなぁと。

    ・・・最近家を構えようとしているので,こういうのが安価に普及してきたら大いに活用してみたい。

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192.168.0.1は、私が使っている IPアドレスですので勝手に使わないでください --- ある通りすがり

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