【木姐爆料】新方法使得木材获得比许多钛合金更高的强度

        马里兰大学的研究人员开发出了一种“超级木材”，这种木材具有与很多钛合金相当的强度，同时兼顾了重量和成本，即轻质又便宜。采用这种工艺处理的木材，比天然木材强12倍，韧性高10倍，为各类结构材料提供了潜在的替代选择。 

        天然木材价格底料且储量丰富，采用木材经过设计成为轻质高性能材料，以改进或替代目前使用的材料，是非常有前途的一种方法。这项研究成果日前发表在《自然》期刊中，编号[Song et al. Nature（2018）DOI：10.1038 / nature25476]。研究人员采用了一种简单的方法，将块状天然木材直接转化为高性能结构材料，使其强度、韧性和防弹性增加10倍以上。 

        虽然此前已经开发出了一系列方法，在致密化之前对木材进行预处理，例如使用蒸汽、加热、氨和冷轧等，但这些方法往往只会软化木材结构而不改变其化学组成，这导致木材致密化不完全，仅能适度增强木材的机械性能。与传统方法不同，新型工艺是基于两步法完成，它结合了化学改性，通过沸腾和热压的过程，从天然木材中部分去除木质素和半纤维素。由此产生的木材具有超高的致密程度和层压结构，其内部交织的细胞壁结构完全塌陷，不存在任何空隙，表现出极高的抗拉强度，在潮湿环境的影响下也非常稳定。 

        在测量这种高度致密木材的机械性能时，研究团队发现它与钢强度相当，但重量减轻了6倍；若要将其折断破坏，需要使用比天然木材多10倍的断裂能量；此外，它甚至还可以在工艺早期阶段实现弯曲或成型。研究人员通过射击试验，对比经过全新处理的木材与天然木材――当子弹直接穿过天然木材时，拥有极高致密性的新型木材则没有被打穿。 

        人工合成结构材料往往太重，不环保，或者难以生产，因此不具备成本效益，但是这种新方法被证明对不同类型的木材有益。正如项目联合负责人Teng Li所说："这项研究的结果不仅证明了天然木材的机械性能可以显着提高，而且为高性能、低成本、可持续发展的结构材料提供了一个有前途的解决方案。" 

        这种致密的木材可以在轻质车辆、低碳木质结构建筑、高档家具和航空航天领域中用作结构材料，提供更好的性能并更加环保。该团队目前正在探索这种材料的潜在集成应用前景。

微信：我的木材网 ←长按复制

官网：www.mywood.cc

电话：0371-5517-2333