Французско-немецкая команда исследователей смоделировала, как древесина поглощает влагу. Работа может ускорить создание новых экологичных пропиток и биотехнологических умных приводов.
Ученые из Института коллоидов и поверхностей Макса Планка (MPIKG) и их коллеги из французского химического института в Маркуле представили уравнение состояния для дерева при поглощении влаги, сообщает phys.org. Работа, опубликованная в журнале New Journal of Physics, положит начало улучшению понимания того, как этот материал поглощает влагу. О взаимодействии древесных клеток с водой хорошо известно благодаря множеству экспериментов с тысячами аккуратно подготовленных образцов. Простая аналитическая модель может значительно уменьшить нагрузку на испытательное оборудование.
«Уравнения состояний – мощные инструменты, позволяющие предсказать фазовое поведение сложных систем, – сказал Лука Бертинетти из MPIKG. – Например, разработка подобной формулы для липосом в 70-х гг. привела к прогрессу в сфере разработки кремов».
Авторы верят, что их математическая модель поможет лесной промышленности разработать более экологически безопасные пропитки для дерева. Уравнение состояний помогло ученым лучше понять молекулярные механизмы, отвечающие за поглощение материалом воды. Знания позволят производителям найти способ включать и выключать эти процессы при различных уровнях влажности. Это – более элегантная альтернатива простому покрытию дерева дегтем.
Результаты исследования позволяют рассчитать энергетический баланс пассивного, полностью обратимого возбуждения, вызываемого водой в клеточных стенках растений. Это – важный процесс, так как многие виды зависят от него при рассеивании семян и их прорастании. Производители устройств также интересуются механизмом, надеясь использовать его в создании умных приводов, реагирующих на внешние стимулы.