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中国科学家成功研制新型仿生人工木材

时间:2018-09-04来源:中国科大新闻网 浏览量:

       近期,中国科学技术大学教授俞书宏团队开发了一种冰晶诱导自组装和热固化相结合的新技术,以传统的酚醛树脂或密胺树脂为基体材料,成功研制了一系列具有类似天然木材取向孔道结构的新型仿生人工木材。该系列仿生人工木材具有轻质高强、耐腐蚀和隔热防火等优点。研究论文8月10日发表在《科学进展》上。
有关仿木头结构的研究是国际上仿生材料研究领域的热点之一。然而,传统的仿木头结构材料的力学性能远不能令人满意。因此,如何制备真正具有轻质高强特点的仿木材结构材料是仿生材料研究领域面临的挑战。

       这种新型的仿生人工木材的结构(孔壁厚和孔尺寸)具有很好的可调控性,而且还可以复合多种纳米材料以制备多功能复合人工木材,容易放大生产。这种人工木材具有突出的机械性能,力学强度优于已开发的多种仿木结构陶瓷材料,且与天然木材性能相当(如图1所示)。


 图1 仿生人工木材的照片、结构和力学性能

       与天然木材相比,仿生人工木材的优势在于其耐腐蚀性、隔热和防火性能,在火焰引燃后能够迅速自熄灭。专家称,作为一种新型的仿生工程材料,这类人工木材有望代替天然木材,实现在苛刻或极端条件下的应用。此外,这种合成方法为制备和加工一系列高性能仿生工程材料提供了新的思路,其功能的可设计性等优点将有助于拓宽该方法和制备的材料在多种技术领域中的应用。

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