新工藝可以使木材和鈦合金一樣強(qiáng)大，但是更輕更便宜

學(xué)院公園（馬里蘭州立大學(xué)）的工程師已經(jīng)找到了一種方法來使木材的強(qiáng)度比以前強(qiáng)10倍以上，創(chuàng)造出比許多鈦合金更強(qiáng)的天然物質(zhì)。

UMD的A.詹姆斯·克拉克工程學(xué)院的胡良兵說：“這種處理木材的新方法使它比天然木材強(qiáng)12倍，強(qiáng)度也比天然木材強(qiáng)10倍”，研究小組的負(fù)責(zé)人將于2月8日發(fā)表，2018年在“?自然?”期刊上發(fā)表。“這可能是鋼鐵甚至鈦合金的競爭對手，它堅(jiān)固耐用，與碳纖維相媲美，但價(jià)格便宜得多。胡先生是材料科學(xué)與工程學(xué)副教授，馬里蘭州能源創(chuàng)新研究院成員。

UMD克拉克學(xué)校機(jī)械工程副教授Samuel P. Langley說：“這個(gè)結(jié)構(gòu)既堅(jiān)固又堅(jiān)固，這是一種自然界不常見的結(jié)合，”該小組的聯(lián)合負(fù)責(zé)人滕立說。他的團(tuán)隊(duì)測量了密實(shí)木材的機(jī)械性能?！八膹?qiáng)度與鋼鐵一樣強(qiáng)，但是輕了六倍，比天然木材的斷裂能耗高出10倍，甚至可以在工藝開始時(shí)進(jìn)行彎曲和成型。

該團(tuán)隊(duì)還通過射擊子彈樣炮彈測試新木材和天然木材。彈丸直接穿過天然木材。經(jīng)過充分處理的木材中途停止了拋射物。

胡錦濤說：“生長速度快，對環(huán)境友好的松木，輕木等軟木材，可替代家具，建筑等柚木生長較慢但密度較高的木材。

“這篇論文提供了一個(gè)非常有前途的輕質(zhì)高性能結(jié)構(gòu)材料的設(shè)計(jì)路線，具有巨大的潛力，在高強(qiáng)度，大韌性和優(yōu)越的防彈性是所需的廣泛的應(yīng)用，”華建高教授，布朗教授大學(xué)誰沒有參與這項(xiàng)研究?！疤貏e令人興奮的是，這種方法適用于各種木材，而且相當(dāng)容易實(shí)施。”

胡錦濤說：“這種木材可以用于汽車，飛機(jī)，建筑物 – 任何使用鋼鐵的地方。

哈佛大學(xué)力學(xué)與材料學(xué)教授索志剛也沒有參與這項(xiàng)研究，他說：“本文報(bào)道的兩步法實(shí)現(xiàn)了極高的強(qiáng)度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了文獻(xiàn)報(bào)道的范圍?！拌b于木材豐富，以及其他富含纖維素的植物，本文激發(fā)了想象力?！?/p>

“在我看來，最突出的觀察是木質(zhì)素的限制濃度（木質(zhì)細(xì)胞之間的膠水）的存在，以使致密木材的機(jī)械性能最大化。與最大值相比，太少或太多的去除會降低強(qiáng)度在中間或部分去除木質(zhì)素的過程中達(dá)到，這揭示了氫鍵和這種多酚化合物所賦予的粘合之間的微妙的平衡，另外，令人感興趣的事實(shí)是木材致密化導(dǎo)致增強(qiáng)的強(qiáng)度和韌性，通常相互抵消，“芬蘭阿爾托大學(xué)教授奧蘭多·羅哈斯（Orlando J. Rojas）說。

胡的研究探索了木材天然納米技術(shù)的能力。他們之前從納米纖維素相關(guān)材料中提出了一系列新興技術(shù)：（1）用于替代塑料的超清晰紙;?（2）太陽能電池效率提高30％的光子紙;?（3）木質(zhì)電池和超級電容器;?（4）電池從葉子;?（5）用于節(jié)能建筑的透明木材;?（6）飲用太陽能海水淡化，專門過濾有毒染料。這些木基新興技術(shù)正在通過UMD剝離公司Inventwood LLC進(jìn)行商業(yè)化。

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