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复合材料

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在大规模上制作人造木材

17 Aug 2018 IsabelleDumé.
聚合物森林等人。,sci。 adv。 2018;4: eaat7223" />
比较Balsa和Polyeric Obs

中国的研究人员制定了一种新的方式来使寿命的人造木材从称为索尔的聚合物大规模制作,这与木质素非常相似(在天然木材中发现的化合物)。 Manwade Wood像天然的对手一样轻盈,也是强烈的,但它也抵抗着火和酸。

木材是最常见的天然材料之一。它具有许多良好的性质,例如其轻量度和高强度,来自其独特的等级蜂窝结构和基质(由木质素和半纤维素制成)嵌入着含有良好定向纤维素的纤维素。木材以受控的,自下而上的方式增长(非常缓慢),每个结构水平都有助于其非凡的财产。

近年来,研究人员通过改变天然木材的微观结构或将木材衍生的纤维素与合成材料组合来制作“超级木材”。虽然这些材料在生物降解性方面令人印象深刻,但仍然是难以易燃的,而且对酸的腐蚀仍然是易燃的。使用聚合物作为粘合剂和微型或纳米级粉末作为建筑物的粘合剂和微型或纳米级粉末,陶瓷的木材也被粘合剂和微型或纳米级粉末长大,但它们通常是机械弱,并且它们的微观结构不能很容易控制。

“化学网”

研究人员领导 舒宏宇 中国科技大学(USTC)现在推进了一种新的方式来快速制作批量的合成聚合物木材,看起来和感觉非常像真实的东西。为此,它们首先将溶解在酸壳聚糖溶液中的溶液溶解以形成均匀混合物。然后,它们将溶液倒入放置在冷铜平台上的模具(例如,开口端圆柱)中,并以恒定的冷冻速率在一个方向上冷冻。 “然后,我们将铜浸入液氮浴中,冷冻干燥后,将聚合物冷冻凝胶固化在180°C的高温下,”尤。

“与天然木质素非常相似的宗法,充当”化学网“,将壳聚糖中的纤维素在一起含有纤维素,”他补充道。因此,我们能够在低温下产生自引导晶体的矩阵。在该阶段可以将不同的颗粒如金属离子和纳米线/片材掺入聚合物木材中以改变其外观或物理性质。

“我们可以在制造过程中控制新木材(其部件,孔径和壁厚)的蜂窝结构,”余先生告诉 物理世界。 “木材有许多良好的特性。这些包括低密度(90-600mg / cm3)和高压压强度(45MPa),与天然木材相当。“

并非全部:与天然木材相比,聚合物木材也耐酸,没有力学性能。 “它还拥有低至约21 MW / m / k的导热率,这使其与最先进的隔热器相同,如聚合物/ SIO一样混合复合材料,“添加yu。 “当从点火火焰中取出时,它也是一种很好的阻燃,自然熄灭 - 自然木材根本不完全。”

研究人员说,他们的新木材可能被用作恶劣环境中的天然木材的替代品。 “我们制造人造木材的新战略也可以应用于工程师的各种高性能的仿生工程复合材料,具有比传统的对应物更好的功能,”俞说。 “这些材料将在一系列技术中找到广泛的应用。”

该团队,报告其工作 科学推进 10.1126 / sciadv.aat7223 现在忙于提高其聚合物木材的耐候性,使其可用于实用的户外应用。 “我们还试图通过使用索狄克以外的材料制作其他课程的人造树林。”

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