真，木头大王，昨日Nature，今日Science封面

nanoCJ 3年前 (2021-10-22) 3312浏览

【引言】

木材被认为是替代环境不友好型轻质材料的潜在选择，其具有可再生的特点，可以通过期待化石能源材料来缓解气候危机。木头自身不仅机械强度高，而且成本相对较低，是一种理想的轻质材料。目前，人们使用脱木素、致密化等手段可以有效改善木材的性能和功能。然而，与金属、塑料等相比，木头的可成型性能比较差，一般只能做成板材或者片材进行使用，形成复杂形状的难度非常大，这大大限制了木头的进一步开发应用。

【成果简介】

马里兰大学胡良兵（通讯作者）等人报告了一种利用细胞壁工程将硬木平板塑造成多功能三维（3D）结构的加工策略。通过脱木素和水分清除以分解木材成分并封闭导管和纤维后，作者将收缩的木材浸入水中，在快速水冲击过程中部分重新膨胀木材，选择性地打开导管。由此可形成一个独特的起皱细胞壁结构，使材料可以折叠并模制成所需的形状。由此产生的3D模制木材强度是原始木材的六倍，制造的蜂窝芯材料的拉伸强度可达到300MPa，与广泛使用的轻质材料（如铝合金）相当，而其密度仅为0.75 g cm^-3，成本大大降低。这种方法拓宽了木材作为结构材料的潜力，降低了对建筑和交通应用的环境影响。Shaoliang Xiao、Chaoji Chen、Qinqin Xia和Yu Liu为共同第一作者，2021年10月22日，相关成果以题为“Lightweight, strong, moldable wood via cell wall engineering as a sustainable structural material”的成为Science最新封面。