新方法!如何把木材变成弹簧?

具有弹性的材料在现实生活中具有很重要的价值,一项新的研究表明,这种材料有望以木材为原料获得。

来自美国马里兰大学的华人学者胡良兵教授带领的研究团队选择了轻木这种树木的木材为原料,首先用氢氧化钠、亚硫酸钠和过氧化氢等化学试剂去除木材中的木质素和半纤维素,然后将处理后的木材冷冻干燥,最后通过1000 oC的高温令木材碳化。利用这种方法得到的木炭由于内部充满了蜂窝一样的微观结构,因此具有很好的弹性,自身体积可以被压缩80%,但外力撤除后仍然能够恢复原状。相反,如果不经上述化学处理,直接将木材在高温下碳化,由此得到的木炭不具有任何弹性,稍稍一压就会破碎。值得一提的是,胡良兵教授对《化学化工新闻》表示,他们尝试了多种不同的木材,但只有轻木可以用这种方法获得高度弹性的材料,这表明木材的化学组成也决定了实验的最终成败。

木材经传统方法碳化后的材料一压就碎,而通过这种新方法碳化后的材料则具有良好的弹性

这种有着良好弹性的木炭有望在包括诸如柔性电子产品在内的许多领域发挥作用。例如胡良兵教授的研究小组就展示了利用这种材料制成的压力传感器。胡良兵教授表示,他们已经开始尝试这种新材料的商业化,同时在未来会考虑用更加绿色环保的处理手段代替目前使用的化学试剂。

报道:https://cen.acs.org/articles/96/web/2018/03/Process-converts-wood-squishy-sensor.html

论文:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2451929417305302?via%3Dihub