新型人工木材 不怕腐蚀更不怕火

天然木材独特的平行孔隙结构赋予其轻质高强的特性。木质结构的研究是世界仿生材料研究领域的热点之一。然而，传统的木质结构材料“只是它们自己的类型”。尽管以前的研究已经实现了对定向孔结构的模拟，但它们的力学性能远不能令人满意。因此，如何制备轻质高强的木质结构材料是仿生材料研究领域的一大挑战。

中国科技大学于书鸿教授的团队开发了一种结合冰晶诱导自组装和热固化的新技术。以传统酚醛树脂或三聚氰胺树脂为基体材料，成功开发出一系列具有类似天然木材定向孔隙结构的新型仿生人造木材。该系列仿生人造木材具有重量轻、强度高、耐腐蚀、隔热、防火等优点。

新型仿生人工木材的结构(孔壁厚度和孔尺寸)具有良好的可调节性，可与多种纳米材料复合制备多功能复合人工木材，简单高效，易于规模化生产。这种人造木材具有突出的机械性能，其机械强度优于许多发达的木质陶瓷材料，相当于天然木材。

与天然木材相比，仿生人造木材在耐腐蚀、隔热和防火方面具有最大的优势。本研究制备的仿生人工木材在水和硫酸溶液中浸泡30天后，机械强度没有衰减。由石墨烯复合而成的人造木材具有良好的隔热效果，最低导热系数为20.8毫瓦/米/开尔文，远远优于发泡聚苯乙烯和聚氨酯泡沫等商用聚合物隔热材料。同时，由于人造木材的高比强度(即强度/密度)，人造木材比其他工程材料和气凝胶材料具有更好的实用性。

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易燃性是天然木材在实际应用中面临的最大问题，阻燃剂是人造木材的最大优势，通过复合无机纳米材料可以进一步提高其防火隔热性能。人造木材具有良好的防火性能，在火焰点燃后能迅速自行熄灭。

专家表示，作为一种新型仿生工程材料，其多功能性优于传统工程材料。这种人造木材有望取代天然木材，实现其在恶劣或极端条件下的应用。