真，木頭大王，昨日Nature，今日Science封面

nanoCJ 2年前 (2021-10-22) 2590瀏覽

【引言】

木材被認為是替代環境不友好型輕質材料的潛在選擇，其具有可再生的特點，可以通過期待化石能源材料來緩解氣候危機。木頭自身不僅機械強度高，而且成本相對較低，是一種理想的輕質材料。目前，人們使用脫木素、致密化等手段可以有效改善木材的性能和功能。然而，與金屬、塑料等相比，木頭的可成型性能比較差，一般只能做成板材或者片材進行使用，形成復雜形狀的難度非常大，這大大限制了木頭的進一步開發應用。

【成果簡介】

馬里蘭大學胡良兵（通訊作者）等人報告了一種利用細胞壁工程將硬木平板塑造成多功能三維（3D）結構的加工策略。通過脫木素和水分清除以分解木材成分并封閉導管和纖維后，作者將收縮的木材浸入水中，在快速水沖擊過程中部分重新膨脹木材，選擇性地打開導管。由此可形成一個獨特的起皺細胞壁結構，使材料可以折疊并模制成所需的形狀。由此產生的3D模制木材強度是原始木材的六倍，制造的蜂窩芯材料的拉伸強度可達到300MPa，與廣泛使用的輕質材料（如鋁合金）相當，而其密度僅為0.75 g cm^-3，成本大大降低。這種方法拓寬了木材作為結構材料的潛力，降低了對建筑和交通應用的環境影響。Shaoliang Xiao、Chaoji Chen、Qinqin Xia和Yu Liu為共同第一作者，2021年10月22日，相關成果以題為“Lightweight, strong, moldable wood via cell wall engineering as a sustainable structural material”的成為Science最新封面。