സ്റ്റീലിനേക്കാള്‍ പത്തിരട്ടി ശക്തി, ഭാരം ആറ് മടങ്ങ് കുറവ്; എന്താണ് 'സൂപ്പര്‍വുഡ്'

പത്ത് വര്‍ഷം മുന്‍പാണ് ഇന്‍വെന്റ് കമ്പനിയുടെ സഹസ്ഥാപകനും മെറ്റീരിയല്‍ സയന്റിസ്റ്റുമായ ലിയാങ്ബിങ് ഹു  മനുഷ്യര്‍ ഉപയോഗിച്ച ഏറ്റവും പഴക്കമേറിയ കെട്ടിടനിര്‍മ്മാണ വസ്തു പുനര്‍നിര്‍മിക്കുന്നതിനുള്ള അന്വേഷണം ആരംഭിച്ചത്. അന്വേഷണത്തിന്റെ ഭാഗമായി യൂണിവേഴ്സിറ്റി ഓഫ് മാരിലാന്റ് സെന്റര്‍ ഫോര്‍ മെറ്റീരിയല്‍സ് ഇന്നോവേഷനില്‍ ജോലി ചെയ്യുമ്പോള്‍ ചില നൂതനമായ മാറ്റങ്ങള്‍ മരത്തില്‍ ചെയ്യാന്‍ അദ്ദേഹം തീരുമാനിച്ചു. ഈ പരീക്ഷണങ്ങളുടെ ഭാഗമായിട്ടാണ്‌ സ്റ്റീലിനേക്കാള്‍ പത്തിരട്ടി ശക്തിയും എന്നാല്‍ ആറ് മടങ്ങ് ഭാരക്കുറവുമുള്ള സൂപ്പര്‍വുഡ് ഹു  നിര്‍മ്മിക്കുന്നത്. 

അമേരിക്കന്‍ കമ്പനിയായ ഇൻവെൻ്റ്‌വുഡ് നിർമ്മിച്ച "സൂപ്പർവുഡ്" ഒരു വാണിജ്യ ഉൽപ്പന്നമായി ഇപ്പോൾ പുറത്തിറക്കിയിരിക്കുന്നു.

ഹുവിന്റെ അഭിപ്രായത്തില്‍ സസ്യനാരുകളുടെ പ്രധാന ഘടകവും 'ഭൂമിയിലെ ഏറ്റവും സമൃദ്ധമായ ബയോപോളിമറും' ആയ സെല്ലുലോസ് ഉപയോഗിച്ച് മരത്തിന് കൂടുതല്‍ ബലം നല്‍കുക എന്നതായിരുന്നു അദ്ദേഹത്തിന്റെ യഥാര്‍ത്ഥ ലക്ഷ്യം. 2017-ലാണ് ഇതുമായി ബന്ധപ്പെട്ട് ആദ്യത്തെ മുന്നേറ്റമുണ്ടായത്. സാധാരണ മരത്തെ രാസപ്രവര്‍ത്തനത്തിന് വിധേയമാക്കി അതിന്റെ സ്വാഭാവിക സെല്ലുലോസിനെ മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും അതിനെ ഒരു മികച്ച നിര്‍മ്മാണ വസ്തുവാക്കിതും ഹു ആയിരുന്നു.

ആദ്യം, മരം വെള്ളത്തിലും തിരഞ്ഞെടുത്ത ചില രാസവസ്തുക്കളിലും ഇട്ട് തിളപ്പിച്ചു. അതിനുശേഷം ഹോട്ട് പ്രസ്സ് ഉപയോഗിച്ച് ചുരുക്കുകയും കൂടുതല്‍ സാന്ദ്രതയുള്ളതുമാക്കി. ഒരാഴ്ച നീണ്ടുനില്‍ക്കുന്ന പ്രക്രിയയുടെ അവസാനം, ഉയര്‍ന്ന ബലവും ഭാരവും തമ്മിലുള്ള അനുപാതത്തിലുള്ള തടി ലഭിക്കാന്‍ സഹായിച്ചു. ഈ പ്രത്യേകത നിലവിലെ മിക്ക ലോഹങ്ങളും ലോഹസങ്കരങ്ങളെക്കാളും ഉയര്‍ന്നതാണെന്ന്‌ നേച്ചര്‍ ജേണലില്‍ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച പഠനത്തില്‍ പറയുന്നു.

വര്‍ഷങ്ങളോളം ഈ പ്രക്രിയയില്‍ മാറ്റങ്ങള്‍ വരുത്തി തടി മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും 140-ല്‍ അധികം പേറ്റന്റുകള്‍ നേടുകയും ചെയ്തതിന് ശേഷമാണ് ഹു സൂപ്പര്‍വുഡ് വാണിജ്യാടിസ്ഥാനത്തില്‍ പുറത്തിറക്കിയിരിക്കുന്നത്. 'രാസപരമായും പ്രായോഗികമായും നോക്കിയാല്‍, ഇത് മരം തന്നെയാണ്,' 2021-ല്‍ ഈ സംരംഭത്തില്‍ ചേര്‍ന്ന ഇന്‍വെന്റ്വുഡ് സി.ഇ.ഒ അലക്‌സ് ലൗ വിശദീകരിച്ചു. ഇന്നുള്ളതിനേക്കാള്‍ നാല് മടങ്ങ് ഭാരം കുറഞ്ഞ ഘടനകള്‍ കെട്ടിടങ്ങളില്‍ നിര്‍മ്മിക്കാന്‍ സഹായിക്കാന്‍ ഇതുപയോഗിച്ച് സാധിക്കുമെന്ന് ലൗ പറഞ്ഞു. അതായത്, ഇവ കെട്ടിടത്തിന്റെ ഭാരം കുറയ്ക്കുകയും എന്നാല്‍ ഭൂമിക്കുലുക്കം പോലുള്ള ദരന്തങ്ങളെ ചെറുത്തു നില്‍ക്കാന്‍ സഹായിക്കുകയും ചെയ്യും. കെട്ടിടങ്ങളുടെ നിര്‍മ്മാണം വേഗത്തിലും എളുപ്പത്തിലുമാക്കാനും സൂപ്പര്‍വുഡ് സഹായിക്കുന്നു.

'കാണാന്‍ തടി പോലെ തന്നെയാണ്, പരിശോധിക്കുമ്പോഴും തടിയെപ്പോലെത്തന്നെയാണ് ഇതിന്റെ സ്വഭാവവും, പക്ഷേ ഞങ്ങള്‍ പരീക്ഷിച്ച എല്ലാ കാര്യങ്ങളിലും ഇത് തടിയേക്കാള്‍ വളരെ ശക്തവും മികച്ചതുമാണ്.' ഹു കൂട്ടിച്ചേര്‍ത്തു.

സ്റ്റീലുമായി മത്സരിക്കാനാവുമോ?

മേരിലാന്‍ഡിലെ ഫ്രെഡറിക്കിലുള്ള പ്ലാന്റിലാണ് ഇന്‍വെന്റ്വുഡ് 'സൂപ്പര്‍വുഡ'് നിര്‍മ്മിക്കുന്നത്. നിര്‍മ്മാണ സമയം ദിവസങ്ങളില്‍ നിന്ന് മണിക്കൂറുകളായി കുറഞ്ഞെങ്കിലും, വന്‍തോതിലുള്ള ഉത്പാദനത്തിന് ഇനിയും സമയമെടുക്കുമെന്ന് ലൗ പറഞ്ഞു.

ആദ്യഘട്ടത്തില്‍ ഡെക്കിംഗ്, ക്ലാഡിംഗ് പോലുള്ള പുറത്തുള്ള ഉപയോഗങ്ങളില്‍ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കാനാണ് കമ്പനി പദ്ധതിയിടുന്നത്. അടുത്ത വര്‍ഷത്തോടെ ചുവരുകള്‍, തറ, വീട്ടുപകരണങ്ങള്‍ തുടങ്ങിയ ഉപയോഗങ്ങളിലേക്ക് വ്യാപിപ്പിക്കും.

'ഫര്‍ണിച്ചറുകള്‍ കാലക്രമേണ കേടാകുന്നുവെന്ന് ആളുകള്‍ എപ്പോഴും പരാതിപ്പെടുന്നു. തടിക്ക് വേണ്ടത്ര ബലമില്ലാത്തതിനാല്‍ നിലവില്‍ ലോഹം കൊണ്ട് നിര്‍മ്മിക്കുന്ന ജോയിന്റുകളില്‍ വെച്ച് അവ നശിക്കുന്നതാണ് ഇതിന് കാരണം,' ലൗ പറഞ്ഞു. ഈ ഭാഗങ്ങള്‍ക്ക് പകരമായും സ്‌ക്രൂകള്‍, ആണികള്‍, മറ്റ് ലോഹ ഫാസ്റ്റനറുകള്‍ എന്നിവയ്ക്ക് പകരമായും സൂപ്പര്‍വുഡ് ഉപയോഗിക്കാമെന്ന് അദ്ദേഹം പറഞ്ഞു.

കൂടുതല്‍ പരീക്ഷണങ്ങള്‍ ആവശ്യമാണെങ്കിലും, ഭാവിയില്‍ ഒരു കെട്ടിടം മുഴുവനായും സൂപ്പര്‍വുഡ് കൊണ്ട് നിര്‍മ്മിക്കാന്‍ കഴിയുമെന്ന് ലൗ കണക്കുകൂട്ടുന്നു.

ഹുവിന്റെ ആദ്യ പരീക്ഷണത്തിലെന്നപോലെ, സെല്ലുലോസിന്റെ അടിസ്ഥാന ഘടനയെ മാറ്റുന്ന ഒരു രാസപ്രക്രിയയിലൂടെയാണ് മരത്തിന് ബലം നല്‍കുന്നത്. ഒരിക്കല്‍ ഈ പ്രക്രിയയിലൂടെ കടന്നുപോയാല്‍ പഴയ അവസ്ഥയിലേക്ക് തിരിച്ചുപോകാത്ത വിധം വളരെ ശക്തമാക്കുന്നു. ഏത് തരത്തിലുള്ള മരവും ഇതിനായി ഉപയോഗിക്കാന്‍ കഴിയും, 19 വ്യത്യസ്ത തരം മരങ്ങളും മുളയും പരീക്ഷിച്ചു, അവയിലെല്ലാം ഇത് ഫലപ്രദമായിരുന്നു. ഹു കൂട്ടിച്ചേര്‍ത്തു.

സാധാരണ മരത്തേക്കാള്‍ 20 മടങ്ങ് വരെ ബലവും, ചതവുകളെ 10 മടങ്ങ് വരെ പ്രതിരോധിക്കാനുള്ള ശേഷിയും സൂപ്പര്‍വുഡിനുണ്ടെന്ന് ഇന്‍വെന്റ്വുഡ് പറയുന്നു.സാധാരണ മരത്തിലുണ്ടാവുന്ന സുഷിരങ്ങളെ രാസപ്രക്രിയയിലൂടെ അടയ്ക്കുന്നതാണ് ഇതിന്റെ കാരണം. ഇങ്ങനെ ചെയ്യുന്നത് ഫംഗസുകളും പ്രാണികളും മരത്തിനെ നശിപ്പിക്കുന്നത് തടയുന്നു. അഗ്നിയെ ചെറുക്കുന്ന പരീക്ഷണത്തിലും ഇത് മികച്ച പ്രകടനം കാഴിച്ചവെച്ചു.

സൂപ്പര്‍വുഡിന് നിലവില്‍ സാധാരണ മരത്തേക്കാള്‍ വില കൂടുതലാണ്, കൂടാതെ നിര്‍മ്മാണത്തിലുണ്ടാകുന്ന കാര്‍ബണ്‍ പുറന്തള്ളലും കൂടുതലാണ്. എന്നാല്‍ സ്റ്റീല്‍ നിര്‍മ്മാണവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോള്‍ കാര്‍ബണ്‍ ബഹിര്‍ഗമനം 90% കുറവാണെന്ന് ലൗ പറഞ്ഞു. ഉത്പാദനം വര്‍ദ്ധിക്കുമ്പോള്‍ 'മരത്തേക്കാള്‍ വില കുറയ്ക്കുക എന്നതല്ല, സ്റ്റീലുമായി മത്സരിക്കുക എന്നതാണ് ലക്ഷ്യം,' എന്നും അദ്ദേഹം കൂട്ടിച്ചേര്‍ത്തു.

തടിയിലെ പുതിയ പ്രവണത

മറ്റ് തരത്തില്‍ മാറ്റങ്ങള്‍ വരുത്തിയ മരങ്ങള്‍ വളരെക്കാലമായി നിര്‍മ്മാണത്തിന് വേണ്ടി ഉപയോഗത്തിലുണ്ട്. എന്നാല്‍ അവ പശ ഉപയോഗിച്ച് ഒട്ടിച്ചുചേര്‍ത്ത മരക്കഷണങ്ങള്‍ മാത്രമാണെന്നും, സൂപ്പര്‍വുഡ് പോലെ തന്മാത്രാ തലത്തില്‍ മാറ്റം വരുത്തിയ മരമല്ലെന്നും ഇന്‍വെന്റ്വുഡ് പറയുന്നു.

സമീപ വര്‍ഷങ്ങളില്‍ തടി കൊണ്ടുള്ള നിര്‍മ്മാണത്തിന് താല്‍പര്യം വര്‍ധിച്ചിട്ടുണ്ട്. ഇപ്പോള്‍ ബഹുനിലകെട്ടിടങ്ങള്‍ നിര്‍മ്മിക്കാനും മരം ഉപയോഗിക്കുന്നുണ്ട്. ലോകത്തിലെ ഏറ്റവും ഉയരം കൂടിയ മരത്തില്‍ നിര്‍്മ്മിച്ച ഗോപുരമായ 284 അടി (87 മീറ്റര്‍) ഉയരമുള്ള അസെന്റ് എം.കെ.ഇ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന മില്‍വാക്കി നഗരം, അതിലും ഉയരമുള്ള, ഏകദേശം 600 അടി (183 മീറ്റര്‍) ഉയരമുള്ള പുതിയ ഒരു കെട്ടിടം നിര്‍മ്മിക്കാന്‍ പദ്ധതിയുള്ളതായി വെളിപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ട്.

നിലവില്‍, ഭൂമിയില്‍ ഏറ്റവും കൂടുതല്‍ ഉപയോഗിക്കുന്ന നിര്‍മ്മാണ സാമഗ്രി കോണ്‍ക്രീറ്റാണ്. സമീപ വര്‍ഷങ്ങളില്‍ അതിന്റെ ഉത്പാദനം ഒരു പരിധിയില്‍ നില്‍ക്കുകയാണെങ്കിലും, ലോകത്തിലെ മൊത്തം കാര്‍ബണ്‍ ബഹിര്‍ഗമനത്തിന്റെ 7% കോണ്‍ക്രീറ്റ് നിര്‍മ്മാണത്തില്‍ നിന്നാണ് ഉണ്ടാകുന്നത്.

നിലവിലുള്ള തടി ഉല്‍പ്പന്നങ്ങള്‍ ഇതിനകം തന്നെ വിപണിയില്‍ സ്റ്റീലുമായും കോണ്‍ക്രീറ്റുമായും മത്സരിക്കുന്നുണ്ട്. മികച്ച വിദ്യാഭ്യാസം, പരീക്ഷണാടിസ്ഥാനത്തിലുള്ള പദ്ധതികള്‍, മെച്ചപ്പെട്ട നിയന്ത്രണ ചട്ടക്കൂടുകള്‍ എന്നിവ ഉണ്ടെങ്കിലാണ് തടികൊണ്ടുണ്ടാക്കിയ കൂടുതല്‍ കെട്ടിടങ്ങള്‍ ഉണ്ടാവുകയുള്ളു. 'എന്നാല്‍ സൂപ്പര്‍വുഡ് പോലുള്ള കൂടുതല്‍ ശക്തമായ തടി ഉല്‍പ്പന്നങ്ങള്‍ ആര്‍ക്കിടെക്റ്റുകളെ തടി ഉപയോഗിച്ച് വലിയ സ്പാനുകളും കൂടുതല്‍ കാലം നിലനില്‍ക്കുന്ന പൂര്‍ണ്ണതയുള്ള കാര്യങ്ങള്‍ സൃഷ്ടിക്കാനും അനുവദിക്കും, ഇത് തടിയുടെ ഉപയോഗം വര്‍ധിപ്പിക്കാന്‍ പ്രയോജനപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു.