中国科大成功研制仿生人工木材

　　研究人员研制的一系列树脂基仿生人工木材，具有很是雷同天然木材的取向孔道布局，而且壁厚和孔尺寸具有很好的可调控性（图1）。这种方式还能够复合多种纳米材料以制备多功能复合人工木材，并且简单高效，容易放大出产。这种取向孔道布局的人工木材具有凸起的机械机能，压缩强度优于已开辟的多种仿木布局的陶瓷材料，且取天然木材机能相当（图2）。

　　天然木材的奇特取向孔道布局付与了其轻质高强的特点，相关仿木头布局的研究是国际上仿生材料研究范畴的热点之一。然而，保守的仿木头布局材料是“徒有其型”，虽然以往的研究实现了取向孔道布局的仿照，但其力学机能远不克不及令人对劲。例如，目前开辟的陶瓷基仿木头布局材料，不只密度高、强度低、缺陷多，并且制备过程需要高温烧结（凡是>

　　天然木材的奇特取向孔道布局付与了其轻质高强的特点，相关仿木头布局的研究是国际上仿生材料研究范畴的热点之一。然而，保守的仿木头布局材料是“徒有其型”，虽然以往的研究实现了取向孔道布局的仿照，但其力学机能远不克不及令人对劲。例如，目前开辟的陶瓷基仿木头布局材料，不只密度高、强度低、缺陷多，并且制备过程需要高温烧结（凡是1500 ⁰C）。因而，若何制备实正具有轻质高强特点的仿木材布局材料是仿生材料研究范畴面对的挑和。

　　做为一种新型的仿生工程材料，这类人工木材无望取代天然木材，实现正在苛刻或极端前提下的使用。此外，这种合成方式为制备和加工一系列高机能仿生工程材料供给了新的思，其功能的可设想性等长处将有帮于拓宽该方式和制备的材料正在多种手艺范畴中的使用。

　　取天然木材比拟，仿生人工木材最大的劣势正在于其耐侵蚀性、隔热和防火机能。正在该项研究中，因为选用热固树脂材料做为基体材料，耐酸侵蚀的特点，正在水和硫酸溶液中浸泡30天，其力学强度均没有衰减。得益于其取向孔道布局和孔壁中复合的纳米材料，取石墨烯复合的人工木材具有很好的径向（垂曲于孔道标的目的）隔热结果，最低热导率可达20。8 mW/mK（毫瓦每米每开尔文）。考虑到人工木材的高比强度（压缩强度/密度），这种人工木材比其他工程材料和气凝胶材料具有更好的适用性。

　　比来，中国科学手艺大学俞书宏传授带领的团队成长了一种冰晶自拆卸和热固化相连系的新手艺，以保守的酚醛树脂和密胺树脂为基体材料，成功研制了一系列具有雷同天然木材取向孔道布局的新型仿生人工木材。该系列仿生人工木材具有轻质高强、耐侵蚀和隔热防火等长处。研究论文以“Bioinspired polymeric woods”为题颁发正在8月10日的《科学进展》上（Science Advances 2018， 4！ eaat7223。），并被《Science》科学旧事（Science News）以“This synthetic wood is as strong as the real thing—and won’t catch fire为题做了报道。论文的配合第一做者为我校博士后于志龙和硕士生杨宁。

　　该项研究遭到国度天然科学基金委立异研究群体、国度天然科学基金沉点项目、国度严沉科学研究打算、中国科学院前沿科学沉点研究项目、中国科学院纳米科学杰出立异核心、姑苏纳米科技协同立异核心、合肥大科学核心杰出用户基金的赞帮。

　　图1。 人工木头的制备过程示企图。（A）树脂聚合物的夹杂溶液；（B）取向冷冻和干燥后具有取向孔道布局的聚合物干胶；C）固化后的树脂基仿生木材；（D）酚醛树脂基（上）和密胺树脂基（下）仿生木材实物照片。