超級木材可以代替鋼材

馬里蘭大學學院公園（UMD）的工程師已經找到了一種比以前更強大和更堅韌的木材10倍以上的方法，創造出比許多鈦合金更強的天然物質。

「這種處理木材的新方法使其比天然木材強12倍，強10倍」，UMD的A.詹姆斯克拉克工程學院的胡良兵說，做這項研究的團隊的領導者將於2月8日出版，2018年在「 自然 」雜誌上發表。「這可能是鋼鐵甚至鈦合金的競爭對手，它堅固耐用，與碳纖維相媲美，但價格便宜得多。胡先生是材料科學與工程學副教授，也是馬里蘭州能源創新研究院的成員。

UMD克拉克學校機械工程副教授Samuel P. Langley說：「這個結構既堅固又堅固，這是一種自然界不常見的結合，」該小組的聯合負責人滕立說。他的團隊測量了密實木材的機械性能。「它的強度與鋼鐵一樣強，但是輕了六倍，比天然木材的斷裂能耗高10倍，甚至可以在工藝開始時進行彎曲和成型。

該團隊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。經過完全處理的木材在中途停止了拋射物。

生長速度快，對環境友好的松木，輕木等軟木材，可替代傢具，建築等柚木生長較慢但密度較高的木材。

「這篇論文提供了一個非常有前途的輕質高性能結構材料的設計路線，具有巨大的潛力，在高強度，大韌性和優越的防彈性是所需的廣泛的應用，」華建高教授，布朗教授大學誰沒有參與這項研究。「特別令人興奮的是，這種方法適用於各種木材，而且相當容易實施。」

「這種木材可以用於汽車，飛機，建築物 - 任何使用鋼鐵的地方。

哈佛大學力學與材料學教授索志剛說：「本文報道的兩步法實現了極高的強度，遠遠超出了文獻報道的範圍。」該研究也沒有參與這項研究。「鑒於木材豐富，以及其他富含纖維素的植物，本文激發了想像力。」

「在我看來，最突出的觀察是木質素的限制濃度（木質細胞之間的膠水）的存在，以使緻密木材的機械性能最大化。與最大值相比，太少或太多的去除會降低強度在中間或部分去除木質素的過程中達到，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，令人感興趣的事實是木材緻密化導致增強的強度和韌性，通常相互抵消，「芬蘭阿爾託大學教授奧蘭多·羅哈斯（Orlando J. Rojas）說。

胡的研究探索了木材天然納米技術的能力。他們之前從納米纖維素相關材料中提出了一系列新興技術：（1）用於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）木質電池和超級電容器; （4）電池從葉子; （5）用於節能建築的透明木材; （6）飲用太陽能海水淡化，專門過濾有毒染料。這些木基新興技術正在通過UMD剝離公司Inventwood LLC進行商業化。

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