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構賦予了其輕質高強的特點，有關仿木頭結構的研究是國際上仿生材料研究領域的熱點之一。然而，傳統的仿木頭結構材料是「徒有其型」，雖然以往的研究實現了取向孔道結構的模仿，但其力學性能遠不能令人滿意。因此，如何製備真正具有輕質高強特點的仿木材結構材料是仿生材料研究領域面臨的挑戰。

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

　　這種新型的仿生人工木材的結構(孔壁厚和孔尺寸)具有很好的可調控性，而且還可以複合多種納米材料以製備多功能複合人工木材，簡單高效，容易放大生產。這種人工木材具有突出的機械性能，力學強度優於已開發的多種仿木結構的陶瓷材料，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勢在於其耐腐蝕性、隔熱和防火性能。該研究製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。與石墨烯複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，隔熱性能遠優於商業的聚合物保溫材料，如發泡聚苯乙烯、聚氨酯泡沫等。同時由於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點，並且通過複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，在火焰引燃後能夠迅速自熄滅。

　　專家稱，作為一種新型的仿生工程材料，其多功能性優於傳統的工程材料，這類人工木材有望代替天然木材，實現在苛刻或極端條件下的應用。