利用“水沖擊”技術創造多功能可塑木材，強度增加6倍

天然木材已經擁有比其他材料更低的生命周期成本，并且是一種天然的堅固、輕質和耐用復合材料，如果其特性和功能能夠得到改善，它可以為常用的聚合物、金屬和合金提供有吸引力的替代物。

近日，登上《科學》雜志的封面故事中，介紹了一種創新的技術發展，使用快速的“水沖擊”工藝，能夠創造出堅固和可塑的木材。

提取木質素（即一種將木材內的細胞壁結合在一起并賦予其強度的聚合物）使其軟化，然后通過蒸發關閉纖維后，研究小組通過用水“沖擊”使木材重新膨脹起來。

研究人員解釋，快速的水沖擊過程，形成了一個明顯的部分開放皺紋細胞壁結構，為壓縮提供了空間以及支持高應變的能力，使材料可以輕松折疊和成型。由此產生的3D-成型木材比起始木材強6倍，可與廣泛使用的輕質材料如鋁合金相媲美。

然后，這種“可塑木”可以被折疊成不同的形狀，在形成最終產品之前設置為干燥。加工后木材的顯著可折疊性源于其皺褶的細胞壁結構，它可以承受嚴重的折疊而不斷裂。

這種開發先進木質材料的突破性方法，將推動木質產品和市場創新，作為一種可持續的解決方案，取代許多不可持續的結構材料并應對氣候變化。它還將促進減輕森林疏伐成本，以實現健康的森林管理，有望減少野生災難性的森林火災。

研究人員引入了一種巧妙的手段，在微觀上將木材自然形成的直壁細胞結構轉變為波浪形的手風琴式幾何結構。其結果是一種不尋常的、高強度的木材形式，既靈活又可塑，為這一非常古老的材料類別開辟了新的應用。

題為Lightweight, strong, moldable wood via cell wall engineering as a sustainable structural material的相關研究論文發表在《科學》上。

前瞻經濟學人APP資訊組

論文原文：

https://www.science.org/doi/10.1126/science.abg9556

標簽： 利用 沖擊 水沖擊 技術