新型人工木材 耐腐蝕并且隔熱防火

新型人工木材不怕腐蝕更不怕火

天然木材的獨特平行孔道結(jié)構賦予了其輕質(zhì)高強的特點，有關仿木頭結(jié)構的研究是國際上仿生材料研究領域的熱點之一。然而，傳統(tǒng)的仿木頭結(jié)構材料是“徒有其型”，雖然以往的研究實現(xiàn)了取向孔道結(jié)構的模仿，但其力學性能遠不能令人滿意。因此，如何制備真正具有輕質(zhì)高強特點的仿木材結(jié)構材料是仿生材料研究領域面臨的挑戰(zhàn)。

中國科學技術大學俞書宏教授團隊研發(fā)了一種冰晶誘導自組裝和熱固化相結(jié)合的新技術，以傳統(tǒng)的酚醛樹脂或密胺樹脂為基體材料，成功研制了一系列具有類似天然木材取向孔道結(jié)構的新型仿生人工木材。該系列仿生人工木材具有輕質(zhì)高強、耐腐蝕和隔熱防火等優(yōu)點。

這種新型的仿生人工木材的結(jié)構(孔壁厚和孔尺寸)具有很好的可調(diào)控性，而且還可以復合多種納米材料以制備多功能復合人工木材，簡單高效，容易放大生產(chǎn)。這種人工木材具有突出的機械性能，力學強度優(yōu)于已開發(fā)的多種仿木結(jié)構的陶瓷材料，且與天然木材性能相當。

與天然木材相比，仿生人工木材最大的優(yōu)勢在于其耐腐蝕性、隔熱和防火性能。該研究制備的仿生人工木材在水和硫酸溶液中浸泡30天，其力學強度均沒有衰減。與石墨烯復合的人工木材具有很好的保溫隔熱效果，最低熱導率可達20.8毫瓦每米每開爾文，隔熱性能遠優(yōu)于商業(yè)的聚合物保溫材料，如發(fā)泡聚苯乙烯、聚氨酯泡沫等。同時由于人工木材具有很高的比強度(即強度/密度)，使得這種人工木材比其他工程材料和氣凝膠材料具有更好的實用性。

易燃是天然木材在實際應用中面臨的最大問題，而防火阻燃是人工木材最大的優(yōu)點，并且通過復合無機納米材料可以進一步提高其防火隔熱性能。該人工木材具有很好的防火性能，在火焰引燃后能夠迅速自熄滅。

專家稱，作為一種新型的仿生工程材料，其多功能性優(yōu)于傳統(tǒng)的工程材料，這類人工木材有望代替天然木材，實現(xiàn)在苛刻或極端條件下的應用。(吳長鋒)