《自然》發表的一篇論文介紹了一種可以將天然木材制成高性能結構材料的簡易新方法。無論是強度、韌性,還是抗彈性能,都表現出眾。這種密實(壓縮)木材材質輕,耐用度幾乎高于所有結構金屬和合金。
一般而言,具有超凡力學性能的合成結構材料都比較重,而且對環境有害(鋼鐵與合金)或是制造成本高昂(基于聚合物的復合材料和仿生復合材料)。相比之下,天然木材成本低,資源豐富,作為一種結構材料用于建筑和家具的歷史已有幾千年之久。但是,它們的力學性能不能滿足許多高級工程結構和應用的需要。
美國馬里蘭大學的Liangbing Hu與同事開發了一種在木材表面密實化之前處理木材的方法。在潮濕條件下,如果采用現有工藝處理, 木材易發軟,但是他們所開發的方法不受影響。(木材表面密實化旨在大幅提高木材的尺寸穩定性和力學性能。)
研究人員表明在熱壓前移除部分木質素和半纖維素成分,可以更加有效地壓縮木材,厚度可以減少80%,密度可達原來的3倍。徹底移除木質素和半纖維素會導致材質低劣,因此他們認為必須保留部分木質素以便粘合木材。通過這種方法制成的材料擁有出眾的強度、韌性和抗彈性能,而且防潮、輕質、加工簡單便宜,對環境的破壞低于大量其他結構材料。
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