
英国《自然》杂志近日发布最新科研成果,展示了全新的超级木材制造技术。这项技术由科学家研发而成,能将普然木材转化为高性能的结构材料。这种改进后的木材不仅在强度、韧性及抗弹性能等方面表现突出,而且在质量上极为轻便,耐用性甚至超过了当前大多数结构金属和合金。
一直以来,合成的高性能结构材料虽然具有卓越的力学特性,但它们往往存在着重量过重、环境不友好或是成本高昂的问题,例如聚合物的复合材料和仿生复合材料等。天然木材却拥有悠久的历史和重要的地位,作为建筑和家具的主要材料被广泛应用。尽管它的资源丰富且成本低廉,但其有限的力学性能常常不能满足高级工程结构和应用的需求。
这次,马里兰大学的一支研究团队取得了重大突破。他们开发了一种预处理木材的方法,旨在提高木材的尺寸稳定性和力学性能。与其他现有工艺不同,这种新方法即使在潮湿条件下也能保持木材的稳定性,避免了木材发软的问题。
研究人员发现,通过在热压前去除部分木质素和半纤维素成分,可以更有效地压缩木材。这种处理方式能使木材厚度减少80%,密度则增至原来的三倍。虽然彻底去除木质素和半纤维素会导致材质劣化,但研究人员巧妙地保留了部分木质素来确保木材的黏合性。经过这种特殊处理后的木材,不仅具有卓越的强度、韧性和抗弹性能,还拥有防潮、轻质、加工简便、环保等优秀特性。这项创新技术为木材的应用开辟了新的道路,未来或将成为合金的强劲竞争对手。
