Startup Mỹ chế tạo gỗ siêu cứng, tham vọng thay thế thép và bê tông

Từ một phát kiến trong phòng thí nghiệm đại học, công nghệ biến gỗ thông thường thành vật liệu có độ bền vượt trội hơn cả thép đang tiến gần đến việc sản xuất đại trà. Đứng sau sáng kiến này là Giáo sư Liangbing Hu thuộc Đại học Maryland, người đã bắt đầu nghiên cứu từ năm 2018.

Ban đầu, phát hiện của ông Hu từng được nhìn nhận như một thí nghiệm mang tính biểu diễn – một sản phẩm gây tò mò hơn là có giá trị thương mại. Khi có nhiều người tìm đến để hỏi mua hoặc đầu tư, vị giáo sư chỉ lắc đầu: ông chưa biết bước tiếp theo sẽ là gì. Tuy nhiên, thay vì dừng lại, Hu tiếp tục cải tiến quy trình, rút ngắn thời gian chế tạo từ hơn một tuần xuống chỉ còn vài giờ. Kết quả là công nghệ đã được chuyển giao cho công ty InventWood – một startup do ông tham gia sáng lập.

InventWood hiện đã bắt đầu sản xuất các lô vật liệu đầu tiên, có tên thương mại là Superwood, tại nhà máy quy mô nhỏ trong mùa hè năm nay. Theo Giám đốc điều hành Alex Lau, vật liệu này trước mắt sẽ được ứng dụng ở các phần “lớp da” của công trình – như tường bao hoặc lớp ốp – những nơi yêu cầu tính thẩm mỹ và bền vững nhưng không chịu lực chính.

Trong tương lai gần, mục tiêu của InventWood là mở rộng ứng dụng của Superwood cho các bộ phận chịu lực như dầm và khung nhà. Lý do rất rõ ràng: “Gần 90% lượng phát thải carbon của các công trình đến từ việc sử dụng bê tông và thép trong xây dựng,” ông Lau cho biết.

Để hiện thực hóa kế hoạch này, InventWood đã gọi vốn thành công 15 triệu USD trong vòng Series A, dẫn đầu bởi Quỹ Grantham, cùng ba nhà đầu tư nổi bật khác trong lĩnh vực công nghệ khí hậu là Baruch Future Ventures, Builders VC và Muus Climate Partners.

Superwood được tạo ra từ gỗ thông thường – một vật liệu vốn có cấu trúc gồm cellulose và lignin. Trong đó, cellulose – đặc biệt là ở dạng tinh thể nano – thực ra có độ cứng vượt trội so với cả sợi carbon. InventWood tận dụng đặc điểm này bằng cách xử lý gỗ qua một loạt bước hóa học an toàn, sau đó nén vật liệu để tạo ra nhiều liên kết hydro hơn giữa các sợi cellulose. Kết quả là một tấm gỗ có cấu trúc siêu nén, bền chắc gấp nhiều lần gỗ nguyên bản.

Theo Lau, dù vật liệu được nén lại chỉ khoảng 4 lần, nhưng độ bền của Superwood lại tăng tới 10 lần nhờ vào những liên kết bổ sung trong quá trình xử lý. Công ty cho biết vật liệu này có khả năng chịu đứt cao hơn thép đến 50%, đồng thời tỉ lệ giữa trọng lượng và độ bền vượt trội gấp 10 lần.

Không chỉ mạnh, Superwood còn được xếp vào nhóm vật liệu chống cháy loại A – cấp độ cao nhất, đồng thời có khả năng chống mục và côn trùng phá hoại. Khi được phủ polymer, nó có thể ứng dụng tốt cho các hạng mục ngoài trời như vách, sàn và mái, nhờ khả năng ổn định trước thời tiết. Ngoài ra, quá trình nén cũng khiến màu sắc của vật liệu trở nên đậm hơn, gần giống các loại gỗ cứng cao cấp vùng nhiệt đới.

Xa hơn, InventWood hướng đến việc tận dụng mạt gỗ – vốn là phế phẩm từ các nhà máy gỗ – để sản xuất các dầm kết cấu có hình thức tương đương gỗ cao cấp như ipe hay óc chó, mà không cần sơn phủ hay xử lý thẩm mỹ. Theo Lau, điều này không chỉ tối ưu tài nguyên mà còn góp phần tạo ra những công trình xanh, bền vững và giàu tính thẩm mỹ hơn trong tương lai.