Nanorészecskék hatásának vizsgálata fa-víz kapcsolatokra - Molnár Ferenc (2017)
A nanorészecskék a faanyag tulajdonságait javító alkalmazása ma még alig ismert. Ezzel szemben ezeknek a nanorészecskéknek a kedvező tulajdonságainak köszönhetően már régóta elterjedtek, használatosak az ipar egyes ágazataiban. Például a polimerek tulajdonságait már jelentős mértékben javították. A tervezett kutatás egyedisége olyan új nano-anyagok vizsgálatba vonása, melyek faipari alkalmazhatóságát eddig még nem vizsgálták. A tervezett kezelés várhatóan meghosszabbítja a fából készült termékek élettartamát. A titanát nanocsövek és nanoszálak, valamint a szilícium dioxid hidrofób tulajdonságát felhasználva lehetőség nyílik „hidrofób faanyagok” előállítására. Az így modifikált faanyagra a környezeti paraméterek változása, hőmérséklet és páratartalom, kisebb hatással jelentkezik, azaz a faanyag zsugorodása, vagy dagadása is kisebb mértékű lesz, amely végeredményben a dimenzióstabilitás növekedését fogja eredményezni. A nano-anyagokkal történő dimenzióstabilitás kialakítása a faanyagoknál, a korábbi módszerekkel szemben azzal az igen kedvező tulajdonsággal rendelkezik, hogy a modifikálás nem okozza a faanyag egyéb fizikai tulajdonságainak romlását. A zsugorodási anizotrópia mérséklésére elterjedtek a hőkezelések, amelyek valóban eredményeznek bizonyos fokú dimenzióstabilitást, de a kezelés paramétereitől függően jelentős szilárdság és rugalmasság csökkenést okoznak. Ennek megfelelően ezek a modifikált faanyagok többnyire csak felületburkolásra alkalmasak, teherviselő szerkezetként nem. A kutatás várható eredménye a dimenzióstabilitás javítása a nanovegyületekkel végzett telítés hatására. Mivel a fa-víz kapcsolatok alapvető fontosságúak minden felhasználási területen, a kutatás várható pozitív eredményei hasznos információval szolgálnak a faanyagok felhasználási területének bővíthetőségére vonatkozóan. Olyan méretstabil faanyagok hozhatók létre, amelyek nem hordoznak negatív tulajdonságokat a kiemelkedő dimenzióstabilitás „áraként”. Összességében vizsgálatok után elmondhatjuk, hogy a nano-anyagokkal való telítés, kezelés sikeres volt. Jelentős mértékben csökkentek a zsugorodási-dagadási értékek valamennyi vizsgált fafaj esetén. A vízfelvétel vizsgálat is szép eredményeket hozott kedvező esetben akár 70-80 %-ot is meghaladó csökkenésről számolhatunk be. A páraáteresztőképesség esetén nem beszélhetünk jelentős változásról, ez pozitívumént fogható fel, hiszen faanyag esetében a jó páraáteresztés egy pozitív tulajdonság. Egyensúlyi fanedvesség esetén a szilícium dioxidos kezelések okoznak jelentős csökkenést. Annak bebizonyítására miszerint a kezelés nem okozza a faanyag szilárdsági értékeit végeztünk nyomószilárdság és Brinell-Mörath keménység mérést. A vizsgálatok a várt eredményt hozták a kezelés jelentős mértékben nem befolyásolja ezeket a tulajdonságokat.