科学家发明新型木材,比传统木材更坚固耐用

科学家发明新型木材,比传统木材更坚固耐用

木材是人类最早且获得最为广泛的一种资源,小到锅碗瓢盆,大到房屋建筑无不有它的身影,可以说木材对人类社会的建设与发展起到了至关重要的作用。但木材也有它的局限性,怕潮怕蛀便是其中最严重的的缺点。在人类逐渐掌握了金属的冶炼之后,金属逐渐替代木材成为了人类首选的建筑与生产材料。

科学家发明新型木材,比传统木材更坚固耐用

然而在最近,来自马里兰大学的华人科学家们发明了一种新型的“超级木材”,它的出现或能颠覆人们对于木材的认知。马里兰大学的研究员Liangbing Hu(胡良兵)透露:“这种超级木材的强度是普通木材的10倍以上,并且它比钢还要坚固,但它的重量却只有钢材的六分之一。”除此之外,它的密度十分的高,这使得它能够抗高压,抗冲撞,新型的合成技术让超级木材还能防潮防蛀,使得它的可用性大大提升,研究团队中的另一个成员Teng Li(李腾)补充道。

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所谓的超级木材到底有多硬呢?

研究团队曾经对超级木材的硬度进行过测试,他们曾用一把狙击步枪射击由5层超级木头构成的层合板。令人惊讶的是层合板根本无法被击穿,子弹被卡在第三层超级木头中间,无法再进入分毫。

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那么这种神奇的超级木材是如何被制造出来的呢?

超级木材的制造主要涉及两个步骤。首先用化学物质去除木材中的部分木质素,然后100摄氏度以上的高温中进行挤压,这样的做法就能让木材的厚度减少80%,但却能让木材的密度提升2倍,包括韧性,刚度,硬度等机械性能都超出普通木材的10倍以上。由于高温高压的作用使得木材的纤维素纳米纤维之间的氢键断裂,之后生成的新的氢键密度大大提高,这就让超级木材的断裂需要大量的热量,因而实现高韧性。

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超级木材有何应用前景呢?

美国工程院院士、布朗大学教授高华健评价说:“这项研究为设计轻质高性能结构材料做出了巨大贡献,超级木头的特性使得它在建筑,交通,制造,航天等方面存在用武之地。”或许有一天一辆由超级木材做成的汽车就会出现在你眼前。

这项研究已在《nature》杂志上发表。


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