科學家開發出能替代鋼材的超級木頭

　　新華社華盛頓2月7日電 美國馬裡蘭大學研究人員7日宣布，他們發明了一種簡單有效的方法，能把木材直接處理成為一種超強超韌的高性能結構材料，可與鋼材媲美，在建筑、交通、航空航天等領域有巨大應用潛力。

　　研究人員在新一期英國《自然》雜志上發表論文說，方法分為兩步，首先去除木材中部分木質素，然后在100攝氏度的溫度下進行壓縮。木材厚度可減少80%，而密度提升2倍，包括韌性、剛度、硬度、抗沖擊性能等機械性能都超出原來的木材10倍以上。

　　拉伸強度指的是一種材料在被拉斷前可以承受的最大應力。超級木頭的拉伸強度可達到587兆帕，與鋼材媲美。比拉伸強度指的是拉伸強度除以密度，這一指標對汽車、航天等一些對重量敏感領域的應用很重要。由於木材的低密度特點，超級木頭的比拉伸強度超過幾乎所有金屬和合金材料，甚至包括鈦合金。試驗表明，一個高速射入的小鋼柱都無法穿透由５層超級木頭疊加的層合板。

　　研究負責人之一、馬裡蘭大學的胡良兵副教授告訴新華社記者：“以前沒有人想到這樣的處理方法，可能是對木頭的納米結構了解沒那麼深刻。”他指出，以前也曾有人壓縮木頭，但沒有把木質素去掉，這就導致木頭壓不實。另外，木質素也不能全部去除，還要保留部分以便黏合木材。

　　共同領導研究的馬裡蘭大學教授李騰解釋說，超級木頭有效促進了木材纖維素納米纖維的有序排列程度和緊密度，極大限度增加了纖維素納米纖維之間的氫鍵密度，導致超級木頭斷裂需耗費大量能量，因而實現高韌性。

　　研究人員指出，超級木頭有潛力在建筑、交通、航空航天領域取代金屬等材料。美國工程院院士、布朗大學教授高華健作為第三方專家評價說，這項研究為設計輕質高性能結構材料提供了一條有巨大潛力的途徑，在需要高強度高韌性和高抗沖擊的工程應用中有廣泛應用前景。“尤其令人興奮的是，他們對原生木材的處理方法可以簡便實施，而且對各種木材都適用。”（記者 林小春 周舟）