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中國科學家成功研制新型仿生人工木材

時間:2018-09-04來源:中國科大新聞網 瀏覽量:

       近期,中國科學技術大學教授俞書宏團隊開發了一種冰晶誘導自組裝和熱固化相結合的新技術,以傳統的酚醛樹脂或密胺樹脂為基體材料,成功研制了一系列具有類似天然木材取向孔道結構的新型仿生人工木材。該系列仿生人工木材具有輕質高強、耐腐蝕和隔熱防火等優點。研究論文8月10日發表在《科學進展》上。
有關仿木頭結構的研究是國際上仿生材料研究領域的熱點之一。然而,傳統的仿木頭結構材料的力學性能遠不能令人滿意。因此,如何制備真正具有輕質高強特點的仿木材結構材料是仿生材料研究領域面臨的挑戰。

       這種新型的仿生人工木材的結構(孔壁厚和孔尺寸)具有很好的可調控性,而且還可以復合多種納米材料以制備多功能復合人工木材,容易放大生產。這種人工木材具有突出的機械性能,力學強度優于已開發的多種仿木結構陶瓷材料,且與天然木材性能相當(如圖1所示)。


 圖1 仿生人工木材的照片、結構和力學性能

       與天然木材相比,仿生人工木材的優勢在于其耐腐蝕性、隔熱和防火性能,在火焰引燃后能夠迅速自熄滅。專家稱,作為一種新型的仿生工程材料,這類人工木材有望代替天然木材,實現在苛刻或極端條件下的應用。此外,這種合成方法為制備和加工一系列高性能仿生工程材料提供了新的思路,其功能的可設計性等優點將有助于拓寬該方法和制備的材料在多種技術領域中的應用。

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