新型無(wú)需粘合劑的生物質(zhì)木材

新型無(wú)需粘合劑的生物質(zhì)木材

電子透射顯微鏡 放生木材 納米化 人造木材

近期俞書宏團(tuán)隊(duì)構(gòu)建出了一種可持續(xù)新型各向同性仿生木材，通過(guò)透射電子顯微鏡觀察該木材是利用全新的生物質(zhì)表面納米化策略構(gòu)筑的。該策略巧妙的利用木屑中生物質(zhì)中的天然纖維素納米纖維，將其暴露在木屑顆粒表面并將其相互交聯(lián)，從而構(gòu)建出無(wú)需任何粘合劑的高性能的人造木材。

在透射電子顯微鏡的觀察下，能夠觀察到微米級(jí)的木屑暴露著大量的納米尺度的纖維素纖維，通過(guò)離子鍵、氫鍵、范德華力以及無(wú)理糾纏等相互作用從而將這些納米纖維相互結(jié)合在一起。這些微米級(jí)的木屑顆粒在無(wú)需添加任何粘結(jié)劑的情況下，相互作用糾纏的納米纖維網(wǎng)絡(luò)緊密的結(jié)合在一起從而形成了高強(qiáng)度的致密結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)特征帶來(lái)了高達(dá)170兆帕的各向同性彎曲強(qiáng)度和約10吉帕的彎曲模具，遠(yuǎn)超天然實(shí)木的力學(xué)強(qiáng)度。除此之外，人造木材還表現(xiàn)出了優(yōu)異的斷裂韌性、極限抗壓強(qiáng)度、硬度、抗沖擊性、尺寸穩(wěn)定性以及強(qiáng)于天然木材的阻燃性和防水性。作為一種全生物基的環(huán)保材料，該新型的人造木材不僅沒(méi)有任何粘結(jié)劑，還具有了遠(yuǎn)超樹(shù)脂基材料和傳統(tǒng)塑料的力學(xué)性能。因此具有非常廣泛的應(yīng)用前景。

這種由納米纖維構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)使用電子透射纖維鏡觀察發(fā)現(xiàn)，該材料為了制備木基納米復(fù)合材料提供了一種新的途徑。利用電子透射顯微鏡技術(shù)，將碳納米管摻入木屑顆粒的納米網(wǎng)絡(luò)中，可以獲得導(dǎo)電智能人造木材并且實(shí)現(xiàn)傳感、自發(fā)熱以及電磁屏蔽等多種應(yīng)用，具有出色的電磁屏蔽性能，從而滿足精密電子儀器評(píng)比標(biāo)準(zhǔn)的要求。

利用電子透射顯微鏡將這種全新的生物質(zhì)表面納米化的策略擴(kuò)展到樹(shù)葉、稻草和秸稈等其他生物質(zhì)上，有望用于創(chuàng)造一種新型的全新的可持續(xù)結(jié)構(gòu)材料，進(jìn)一步推動(dòng)材料行業(yè)向綠色環(huán)保和低碳的方向發(fā)展。