科学者が生み出した「スーパーウッド」、強度重量比は鋼鉄の１０倍 米

（ＣＮＮ） ある米国企業が新たな種類の木材を生み出した。鋼鉄に対して最大１０倍の強度重量比を持つ一方、最大６倍の軽量化を実現する素材だとしている。

この「スーパーウッド」は、材料科学者のフー・リャンビン氏が共同設立した企業インベントウッド社により、このほど商品化された。

１０年以上前、フー氏は木材という人類にとって最古の部類に入る建築材料を再発明する挑戦を始めた。メリーランド大学材料革新センターで研究していた当時（現在はエール大学教授）、同氏は木材を再設計する革新的な手法を発見。木材の色と強度の一部を担う主要成分であるリグニンを部分的に除去することで、木材を透明化することさえ成し遂げた。

しかしフー氏の真の目的は、セルロースを用いて木材を強化することにあった。セルロースは植物繊維の主成分であり、同氏によると「地球上で最も豊富な生体高分子」だという。

２０１７年、フー氏は化学処理で天然セルロースを強化し、通常の木材を建築資材としてより優れたものに変えることに初めて成功した。

木材はまず水と特定化学薬品の溶液で煮沸し、その後加熱プレスにより細胞レベルで圧縮。密度を大幅に向上させる。１週間に及ぶこの工程を終えた木材は、学術誌ネイチャーに掲載された研究によれば、「大半の構造用金属や合金よりも高い」強度重量比を実現した。

その後、フー氏がプロセスを完成させ、１４０件以上の特許を取得した末、スーパーウッドはついに商品化を実現した。

「化学的・実用的な観点から見れば、これは木材に他ならない」と、２１年にインベントウッドに加わった同社のアレックス・ラウ最高経営責任者（ＣＥＯ）は説明する。建築の際、この素材を使用すれば現在の構造物よりも最大で４倍の軽量化が可能になると同氏は説明。耐震性が向上し、基礎への負担も軽減されるため、建設がより迅速かつ容易になると語った。

インベントウッドはメリーランド州フレデリックの工場でスーパーウッドを製造している。生産時間は現在では日単位から時間単位に短縮されたものの、生産規模拡大にはまだ時間を要するとラウ氏は述べた。

同社は当初、デッキ材や外壁材などの外部用途に注力。来年中には壁パネル、床材、家庭用家具などの内部用途へ展開する計画だ。

「家具は経年劣化で壊れるとよく言われる。その原因はたいてい接合部のたわみや破損だ。現在の接合部は金属製だが、それは木材だけでは強度が足りないからだ」とラウ氏は説明。スーパーウッドはこうした部品の代替として、またネジや釘などの金属製締結具の代わりにも使えるとした。

ラウ氏は将来的には建物全体をスーパーウッドで建設できると予測しているが、そのためにはさらなる試験が必要だという。また「理論上はあらゆる木材が使用可能」で、「実際に１９種類の木材と竹で試験を実施したが、全てで効果を確認した」としている。

インベントウッドによれば、スーパーウッドは通常の木材より最大２０倍の強度と最大１０倍の耐衝撃性を有する。これは木材の天然多孔質構造を崩壊・強化したためで、これにより真菌や昆虫への耐性も獲得。標準的な耐火試験でも最高評価を得ている。

スーパーウッドは現時点で通常の木材よりも高価であり、製造時のカーボンフットプリント（製造から廃棄までの過程で出る二酸化炭素の量）も大きい。しかしラウ氏は、鉄鋼製造と比較すると炭素排出量は９０％低いと述べた。

さらに同氏は、製造規模が拡大した際の目標として「木材よりも安価になることではなく、鉄鋼と競争できること」を挙げた。