无须黏合剂的人造木材问世

仙仙

近日，中国科学技术大学俞书宏院士团队利用全新的生物质表面纳米化策略，构筑了一种可持续新型各向同性仿生木材。该策略巧妙地利用木屑等生物质中天然纤维素纳米纤维，将其暴露在木屑颗粒表面，并使其互相交联从而构筑无须任何黏合剂的高性能人造木材。相关成果日前发表于《国家科学评论》。


在这种高性能人造木材中，微米级木屑颗粒暴露着大量纳米尺度的纤维素纤维，微米级的木屑颗粒也被这些互相缠绕的纳米纤维网络紧密地结合，两者一起形成高强度的致密结构，而无须添加任何黏结剂。这种结构特征带来了高达170兆帕的各向同性抗弯强度和约10吉帕的弯曲模量，远超天然实木的力学强度。此外，该新型人造木材还显示出优异的断裂韧性、极限抗压强度、硬度、抗冲击性、尺寸稳定性以及优于天然木材的阻燃性、防水性。作为一种全生物基的环保材料，该木材还具有远超树脂基材料和传统塑料的力学性能。


这种由纳米纤维构成的网络也为制备木基纳米复合材料提供了一种新途径，可以获得导电智能人造木材，实现传感、自发热以及电磁屏蔽等多种应用。（中国科学报通讯员桂运安）