近日,英國《自然》雜志8日發(fā)表了一項(xiàng)材料學(xué)*新進(jìn)展:美國科學(xué)家研發(fā)出一種可以將天然木材制成高性能結(jié)構(gòu)材料的全新簡易方法。這種新問世的密實(shí)木材,無論是強(qiáng)度、韌性,還是抗彈性能,都表現(xiàn)出眾,不但質(zhì)量極輕,耐用度還幾乎高于目前所有結(jié)構(gòu)金屬和合金。
一般而言,具有超凡力學(xué)性能的合成結(jié)構(gòu)材料都比較重,有些對環(huán)境有害,有些制造成本高昂(如基于聚合物的復(fù)合材料和仿生復(fù)合材料)。相比之下,天然木材成本低、資源豐富,作為一種結(jié)構(gòu)材料用于建筑和家具已有幾千年之久,且始終保持著重要地位。但是,木材的力學(xué)性能實(shí)在有限,通常不能滿足許多*工程結(jié)構(gòu)和應(yīng)用的需要。
此次,美國馬里蘭大學(xué)一組研究團(tuán)隊(duì),開發(fā)出了一種在木材表面密實(shí)化之前處理木材的方法。這種木材表面的密實(shí)化,旨在大幅提高木材的尺寸穩(wěn)定性和力學(xué)性能。一般在潮濕條件下,如果采用現(xiàn)有工藝處理,木材易發(fā)軟,但是該團(tuán)隊(duì)所開發(fā)的方法卻不受影響。
研究人員表明,在熱壓前去除部分木質(zhì)素和半纖維素成分,可以更加有效地壓縮木材,厚度減少80%,密度可達(dá)原來的3倍。徹底去除木質(zhì)素和半纖維素會導(dǎo)致材質(zhì)低劣,因此研究人員認(rèn)為必須保留部分木質(zhì)素以便黏合木材。通過這種方法制成的材料擁有極其出眾的強(qiáng)度、韌性和抗彈性能,而且防潮、輕質(zhì)、加工簡單便宜,對環(huán)境的破壞小。
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