Un nouveau procédé de conservation du bois pourrait offrir des avantages par rapport au traitement sous pression – ScienceDaily

Le traitement sous pression – qui consiste à mettre du bois dans un réservoir étanche sous pression et à forcer les produits chimiques dans les planches – est utilisé depuis plus d’un siècle pour aider à éviter le champignon qui cause la pourriture du bois dans les environnements humides.

Aujourd’hui, des chercheurs du Georgia Institute of Technology ont développé une nouvelle méthode qui pourrait un jour remplacer le traitement sous pression conventionnel comme un moyen de rendre le bois non seulement résistant aux champignons mais aussi presque imperméable à l’eau – et plus isolant thermiquement.

La nouvelle méthode, qui sera publiée le 13 février dans la revue Langmuir et parrainé conjointement par le ministère de la Défense, le Gulf Research Program et le Westendorf Undergraduate Research Fund, consiste à appliquer un revêtement protecteur d’oxyde métallique qui ne fait que quelques atomes d’épaisseur dans toute la structure cellulaire du bois.

Ce processus, connu sous le nom de dépôt de couche atomique, est déjà fréquemment utilisé dans la fabrication de microélectronique pour les ordinateurs et les téléphones portables, mais est actuellement à l’étude pour de nouvelles applications dans des produits de base tels que le bois. Comme les traitements sous pression, le processus est effectué dans une chambre étanche à l’air, mais dans ce cas, la chambre est à basse pression pour aider les molécules de gaz à pénétrer toute la structure du bois.

“Il était vraiment important que ce revêtement soit appliqué à l’intérieur du bois et pas seulement sur la surface”, a déclaré Mark Losego, professeur adjoint à l’École des sciences et de l’ingénierie des matériaux. “Le bois a des pores qui ont à peu près la largeur d’un cheveu humain ou un peu plus petits, et nous avons utilisé ces trous comme voies de circulation des gaz à travers la structure du bois.”

Au fur et à mesure que les molécules de gaz descendent le long de ces voies, elles réagissent avec les surfaces des pores pour déposer un revêtement conforme à l’échelle atomique d’oxyde métallique à l’intérieur du bois. Le résultat est un bois qui évacue l’eau de sa surface et résiste à l’absorption d’eau même lorsqu’il est immergé.

Dans leurs expériences, les chercheurs ont pris des pins finis 2×4 et les ont coupés en morceaux d’un pouce. Ils ont ensuite testé en infusant le bois d’oeuvre avec trois différents types d’oxydes métalliques: l’oxyde de titane, l’oxyde d’aluminium et l’oxyde de zinc. Avec chacun, ils ont comparé l’absorption d’eau après avoir maintenu le bois sous l’eau pendant une période de temps. Des trois, l’oxyde de titane a donné les meilleurs résultats en aidant le bois à absorber le moins d’eau possible. En comparaison, le bois non traité a absorbé trois fois plus d’eau.

“Des trois chimies que nous avons essayées, l’oxyde de titane s’est révélé le plus efficace pour créer la barrière hydrophobe”, a déclaré Shawn Gregory, étudiant diplômé de Georgia Tech et auteur principal du document. “Nous émettons l’hypothèse que cela est probablement dû à la façon dont les précurseurs chimiques du dioxyde de titane réagissent moins facilement avec les surfaces des pores et ont donc plus de facilité à pénétrer profondément dans les pores du bois.”

Losego a déclaré que les mêmes phénomènes existent dans les processus de dépôt de couche atomique utilisés pour les dispositifs microélectroniques.

“Ces mêmes chimies précurseurs d’oxyde de titane sont connues pour mieux pénétrer et recouvrir de manière conforme les nanostructures complexes en microélectronique, tout comme nous le voyons dans le bois”, a déclaré Losego. “Ces points communs dans la compréhension des phénomènes physiques fondamentaux – même dans ce qui semble être des systèmes très différents – sont ce qui rend la science si élégante et puissante.”

En plus d’être hydrophobe, le bois traité avec le nouveau procédé à la vapeur résiste également au moule qui finit par conduire à la pourriture.

“Fait intéressant, lorsque nous avons laissé ces blocs dans un environnement humide pendant plusieurs mois, nous avons remarqué que les blocs traités à l’oxyde de titane étaient beaucoup plus résistants à la moisissure que le bois non traité”, a ajouté Gregory. “Nous soupçonnons que cela a quelque chose à voir avec sa nature hydrophobe, bien qu’il puisse y avoir d’autres effets chimiques associés au nouveau processus de traitement qui pourraient également être responsables. C’est quelque chose que nous voudrions étudier dans de futures recherches.”

Encore un autre avantage du nouveau procédé: le bois traité à la vapeur était beaucoup moins conducteur thermiquement que le bois non traité.

“Une grande attention est accordée dans la construction de maisons à l’isolation des cavités entre les composants structurels d’une maison, mais une grande partie des pertes thermiques sont causées par les montants en bois eux-mêmes”, a déclaré Shannon Yee, professeur agrégé au George W. École Woodruff de génie mécanique et co-auteur du document avec une expertise dans les systèmes thermiques. «Le bois traité avec ce nouveau procédé peut être jusqu’à 30% moins conducteur, ce qui pourrait se traduire par des économies pouvant atteindre 2 millions de BTU d’énergie par logement et par an.»

Source de l’histoire:

Matériaux fourni par Institut de technologie de la Géorgie. Original écrit par Josh Brown. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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