Ученые Державинского университета разработали многодиапазонный метод исследования тонкой микроструктуры древесины. Знание зависимости микромеханических свойств от особенностей клеточного строения древесины, структуры и толщины ранней и поздней древесины в каждом годовом кольце роста позволяет разрабатывать принципиально новые, более точные инструменты в области дендрохронологии.

– Оказалось, что общая закономерность, установленная в физическом материаловедении для других классов материалов – чем мельче структура, тем прочнее материал – справедлива и для древесины, – говорит профессор Державинского университета Юрий Головин. – Пространственное разрешение использованных методик таково, что с легкостью позволяет различать не только годовые кольца роста, но и внутрикольцевые вариации свойств, а также выделять и характеризовать механические свойства единичных клеточных стенок, что потребовало нанометрового пространственного разрешения.

Полученные результаты пригодятся коллегам-археологам для более точной датировки старинных деревянных построек, кораблей, предметов искусства и быта, музыкальных инструментов. С помощью этого метода можно реконструировать хронологию извержений вулканов, падений метеоритов и астероидов в далеком прошлом. Эта работа также будет полезна для углубления понимания механизмов формирования физико-механических свойств древесины на нано, микро- и мезоуровнях ее структуры; для выращивания древесины с заданными механическими и акустическими свойствами на плантациях; для реконструкции климата на глубину в сотни лет с более высокой точностью и разрешающей способностью по времени, чем у существующих методов.

Результаты исследования, поддержанного Российским научным фондом, опубликованы в международном журнале Journal of Bioresources and Bioproducts.

По программе «Приоритет 2030» ученые планируют разработать линейку специализированных микромеханических индентометров, которые смогут заменить традиционные оптические системы для исследования годовых колец древесины. Преимуществом новых приборов будет радикальное улучшение пространственного разрешения при анализе годовых колец, что недостижимо для существующих оптических систем, которые уже сейчас работают на пределе возможностей. Кроме того, предлагаемый микромеханический подход полностью исключает человеческий фактор, свойственный традиционным оптическим инструментам. Появится возможность извлекать из кольцевой структуры древесины информацию, ранее недоступную для ученых, что, в перспективе, позитивно отразится на качестве биологических, климатологических, археологических и других исследований древесины.