「自緻密化」木材可以與金屬一較高下
雖然可持續生長的木材可以成為一種經濟環保的建築材料,但其相對較低的抗拉強度限制了其潛在應用。不過,由於一種用於製造超強木材的新型自緻密化技術,這種情況可能很快就會改變。單根木纖維主要由纖維素和一種稱為木質素的黏合劑材料組成。這種混合物形成了本質上是一根長空管(即纖維)的管壁,它在較大的一塊木材內縱向延伸。管內的空腔稱為管腔,它限制了木材的強度。

儘管傳統木材(如圖)已廣泛應用於建築施工,但它的作用還遠未達到預期
南京大學的研究小組最近著手透過開發新製程來解決這個缺陷。
先將一塊木塊放入氫氧化鈉(鹼液)和亞硫酸鈉的混合物中煮沸,去除部分木質素。然後,將木塊浸入加熱的氯化鋰鹽和二甲基乙醯胺溶劑混合物中。這會導致纖維素(和剩餘的木質素)膨脹,向內膨脹以填充管腔。
最後一步是,將處理過的木材放在室溫下風乾10 小時。在此過程中,木材會從四面八方均勻向內收縮,但仍保持其原有的長度。

此圖說明了自密化木材(右上)與傳統壓縮木材(左下)之間的差異
據稱,這種材料具有「超高」的抗拉強度、抗彎強度和衝擊韌性,遠高於天然木材。它甚至超過了用傳統方法壓縮的木材,傳統方法中纖維只是在一個方向上被機械壓平。
與其他均勻緻密化木材的方法不同,它不需要耗能的熱壓製程。人們希望,一旦該技術進一步發展,自緻密木材可以作為建築施工和其他可能應用領域中傳統金屬的替代品。
這項研究由黃大方和李傑領導開展,其論文最近發表在《生物資源與生物製品雜誌》上。