科学家创造出防水防火的人造木材

这种合成材料比天然木材制造速度更快

摘自《生物启发聚合物木材》,作者:Zhi-Long Yu 等人,《科学进展》,第 4 卷,第 8 期;2018 年 8 月 10 日

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一种新型轻质材料,强度与木材相当,但没有木材常见的易燃和怕水的弱点。

为了制造这种合成木材,科学家们取了一种聚合物树脂溶液,并加入少量几丁壳聚糖,这是一种从虾和蟹壳中提取的糖聚合物。他们将溶液冷冻干燥,得到一种由几丁壳聚糖支撑的、充满微小孔隙和通道的结构。然后他们将树脂加热到高达 200 摄氏度的温度进行固化,形成强大的化学键。

该材料在八月份的《科学进展》中进行了描述,其抗压强度与木材相当,中国科学技术大学(合肥)材料化学家、作者于书宏说。更快的冷冻干燥可以产生更小的通道和孔隙,从而进一步增强材料的强度,于书宏说。研究小组发现,更高的固化温度可以增加树脂内部的结合,并提高材料的强度。在混合物中添加人造或天然纤维也可能有所帮助。


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与天然木材不同,这种新材料不需要数年才能生长。此外,它很容易防水——在水中和强酸浴中浸泡 30 天的样品几乎没有变弱,而类似条件下测试的轻木样品则损失了三分之二的强度和 40% 的抗压强度。这种新材料也很难点燃,并且从火焰中移开后就会停止燃烧。

斯德哥尔摩大学的材料科学家伦纳特·伯格斯特伦说,这种人造木材可以用来制造防撞包装,他没有参与这项工作。他补充说,它的多孔性赋予了空气捕获能力,使其适合用作建筑物的绝缘材料。聚合物树脂的环保替代品也可能提高人们对这种材料的兴趣。

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