科学家研发出能替代钢材的“超级木材”

▲ Liangbing Hu(左)与Teng Li(右)都是马里兰大学的工程师,他们找到了一种比以前更强、更结实的木材。

美国马里兰大学帕克分校(UMD)的工程师们已经找到了一种方法,可以使木头的强度增强十倍以上,制造出比许多钛合金更坚硬的天然物质。该研究于2018年2月8日在《自然》上发表。

“它是如此坚固耐用,可能是钢铁,甚至是钛合金的竞争对手。它也可以和碳纤维相比,但便宜得多。”UMD材料科学与工程副教授、该研究的技术主管Liangbing Hu说道。

研究小组的另一位技术主管Teng Li负责测试该木材的机械特性。“它和钢一样结实,但比钢轻六倍。断裂能量是天然木材的10倍。它甚至可以在形成的过程中弯曲和成型。”

研究小组还对这种新型木材和天然木材进行了射击试验。子弹直接穿透了天然木材,但没有完全穿透新型木材。

该文章提供了一种非常有前途的设计方法,设计了轻质、高性能的结构材料,具有广阔的应用前景,具有高强度、高韧性和优越的抗冲击性能。特别令人兴奋的是,这种方法对于各种木材来说是万能的,而且很容易实现。这种木材可以用于汽车、飞机、建筑——任何使用钢材的地方。

“在我看来,该研究最突出的发现是木质素的极限浓度,即木材细胞之间的黏合剂,以最大限度地提高致密木材的力学性能。该浓度太低或太高都会削弱木材的最大强度,这揭示了氢键与这种多酚化合物的粘附之间的微妙平衡。更重要的是,木材的致密化会导致两种特性,即强度和韧性的增加,这两种特性通常会相互抵消。” 芬兰阿尔托大学的Orlando J. Rojas教授说道。

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编译:Coke 

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