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科學家發明人工合成木材:強度更高,不易燃不易腐

時間: 2018-11-20 16:21 來源: 科學進展 點擊次數: 31607

    來源:Bioinspired Polymeric Woods,Zhi-Long Yu等,《科學進展》,第4卷第8期;2018年8月10日

    一種新型輕質材料與木材一樣堅固,同時不容易受到水和火的威脅。

    為了合成這種木材,科學家們用一種聚合物樹脂溶液加入少量殼聚糖,殼聚糖是從蝦和螃蟹的殼中提取出來的一種糖聚合物。他們將溶液凍干,形成一種由殼聚糖支撐的、充滿微小孔隙和通道的結構。然后,他們將樹脂加熱到200攝氏度,使其固化,形成強化學鍵。

    中國科技大學材料化學家余書宏(音,Shu-Hong Yu)說,這種材料在今年8月的《科學進展》(Science Advances)上被描述為具有與木材抗碎性的材料。在其制作過程中,更快的冷凍干燥會產生更小的通道和毛孔,這將進一步強化材料強度,Yu說,研究小組也發現,較高的固化溫度會增加樹脂內部的結合,這樣也會增加材料的強度,向其中加入人造纖維或天然纖維也會對提高強度有幫助。

    與天然木材不同,這種新材料的生產過程并不需要很長時間。此外,它還有排斥水的自帶屬性,一塊新材料的樣本就算在水和強酸中浸泡30天,它的強度幾乎也不會減弱,而在類似條件下測試的巴爾沙木材樣品失去了三分之二的強度和40%的抗壓能力,并且這種新材料也很難點燃,就算被點燃了,只要當它從火焰中被取出時就會停止燃燒。

    瑞典斯德哥爾摩大學(Stockholm University in Sweden)材料科學家倫納特·伯格斯特羅姆(Lennart Bergstrom)沒有參與這項研究,但他補充說,這種仿制的木材非常適合用于可放進微波爐的包裝;它的多孔性使其具有空氣隔離能力,這使得它同時也非常適合作為建筑物的隔熱材料,并且聚合物樹脂的環保替代品也可以提高人們對這種材料的興趣。

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