气凝胶结构木材微观结构及化学性质

根据木材的天然生物结构,利用木材改性的方法对气凝胶型木材的制备进行了初步研究,以期在解决气凝胶在实际应用方面存在的一些缺陷的同时赋予木材新的功能,使木材功能性改良体现木材和纳米材料的双重优点.分别使用A,B两种溶液对木材进行改性处理,并通过CO2超临界流体干燥后,再使用扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)对处理试件进行表征.     

气凝胶结构木材的物理性质

以具备气凝胶型基本结构的南方轻木(Ochroma pyramidale)为试件,对其进行改性处理,经超临界流体干燥后测定其力、热、声学物理性能.结果表明:在力学性能方面,经过双氧水处理的轻木试件较经水处理的轻木试件更加接近普通气凝胶的性能.与对照相比,水处理和双氧水处理的木材在顺纹抗压强度方面分别下降了35.2%和23.7%;抗弯弹性摸量分别上升和下降了15.4%和9.5%;抗弯强度分别下降了15.2%和23.1%;端面硬度分别上升和下降了10.7%和44.7%;弦面硬度分别下降9.6%和71.3%.在热学性质方面,导温系数分别上升了21.3%和43.3%,导热系数分别上升18.8%和15.9%,比热容分别上升和下降了4.1%和12.1%.     

木材-纳米SiO2气凝胶复合材料结构的FTIR表征

在催化剂存在下,使正硅酸乙酯与乙醇-水溶液混合制备硅醇溶胶,迅速将其分别注入到西南桤木和紫椴木材中,令其在室温下反应100min左右得到木材-凝胶,然后采用超临界干燥技术制备木材-SiO2气凝胶。应用FTIR方法对上述溶胶-凝胶法木材-SiO2气凝胶复合材料的结构进行了表征,结果表明,复合材料的FTIR特征基本上是由木材与SiO2气凝胶谱图加合而产生的,没有得到木材与SiO2气凝胶产生化学结合的明确证据,但是观察到气凝胶中Si—OH结构信息(844cm-1);部分木材-SiO2气凝胶复合材料试样中1735cm-1吸收峰强度明显降低,说明不当的制备工艺条件有可能造成木材中半纤维素发生降解。     

木材细胞壁的超微构造与气凝胶型木材的制备原理

阐述了木材细胞壁的化学组成、超微构造及壁层结构.根据木材细胞壁的结构,气凝胶型木材的制备主要包括3个步骤:木材细胞壁S3层的破坏;木材细胞壁的膨化;超临界干燥.通过对木材细胞壁的超微构造的分析,从原理上对气凝胶型木材制备的各个步骤进行了简要的叙述.     

超临界干燥制备木材-SiO2气凝胶复合材料及其纳米结构

采用溶胶-凝胶法和超临界干燥技术制备了木材-SiO2气凝胶,应用XRD、SEM、TFM等方法对气凝胶样品和木材-SiO2气凝胶复合材料的结构和物理性能进行了表征。结果表明：所制备SiO2气凝胶是连续网络的非晶态纳米多孔固体,其基本粒子的平均直径17～9．6nm,SiO2气凝胶与木材有良好的结合并保持木材的空隙结构。     

基于树木天然生物结构的气凝胶型木材的理论分析

目前纳米技术在木材科学中的应用主要是木材-纳米复合材.在介绍气凝胶材料的性质及其应用的基础上,重点从树木天然生物结构出发,对木材细胞壁的微观构造、所含凝胶物质及木材的智能效应等进行分析,并将木材的结构和物理性质与气凝胶材料进行对比,提出了气凝胶型木材的概念.     

CO2超临界流体萃取干燥对气凝胶型木材尺寸稳定性的影响

采用CO2超临界流体干燥技术处理山黄麻木材,研究干燥技术对木材尺寸稳定性的影响。结果表明,超临界CO2流体干燥基本可以保持木材原有的尺寸和形状,且干燥后没有变形、变色等干燥缺陷产生;各因素对试验结果的影响顺序为超临界温度〉超临界干燥时间〉超临界压强,超临界温度对试验结果的影响显著,木材端面积变化率随着超临界温度的增加而减小;山黄麻木材最优干燥技术为,超临界温度60℃,超临界压强12MPa,超临界干燥时间3h。     

硅气凝胶在木材-纳米无机质复合材料中的应用

气凝胶是一种新型的纳米多孔结构材料,具有可在纳米尺度控制和剪载的连续的三维网络结构,具有许多优异的性能和广阔的应用前案。结合气凝胶的制备过程,阐述了气凝胶的概念、性能、CO2超临界干燥工艺,探讨了硅气凝胶与木材的结合方式,随着二氧化硅气凝胶在木材科学与技术中的应用,必将给无机质复合木材的研究带来新的动力。     

有机气凝胶的制备、特性及在木材科学中的应用

综述了有机气凝胶的制备方法、结构特性及在声阻抗耦合材料、催化剂及催化剂载体、气体过滤材料、高效隔热材料等方面的应用研究结果,展望了其在木材科学中的应用前景.     

TiO2气凝胶的结构控制研究

本文以正钛酸丁酯为先驱物，通过溶胶－凝腕过程和ＣＯ２超临辊干燥制得ＴｉＯ２气凝胶。研究了乙醇，水，催化剂用量等对ＴｉＯ２气凝胶的比表面积，表观体密度和线收缩率的影响。利用这些因素可以实现对该材料的结构进行控制。     

木材形成的分子生物学研究——“多组学”在应力木系统中的应用

为了满足人们对木材的需求和缓解对森林的压力、培育品质与产量兼优的树木品种,以及在分子整体水平上认知木材形成的生物学过程,在阐述分子生物学基础知识和木材形成的生物学过程的基础上,以应力木系统为例,从基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学和生物信息学数据处理5个方面,阐述了多组学技术在木材形成的分子生物学研究中的应用。根据目前这一领域的研究存在的不足,提出了该领域未来的研究方向。     

花斑木形成机制的研究动态

花斑木的形成原因国内外一直认为是真菌分泌黑色素形成的菌纹。通过综述木材形成花斑的机理,易形成花斑的树种、花斑真菌主要种类和影响花斑形成的条件,结合本课题组在研究过程中发现部分木材花斑是在树木心材部位,无腐朽且无真菌存在,花斑贯穿整个树干的特征,提出了“细菌型花斑木”的研究新方向,以期有效地控制腐朽和促进大花斑的形成,促进高附加值木材和木质工艺品加工生产。     

木材细胞壁的构造及其主成分的堆积过程

该文对有关木材细胞壁构造和木材细胞壁形成过程的主要研究做了归纳,尤其是对木质部形成和分化机理,木材细胞壁主成分的堆积过程的最新研究成果做了比较详细的介绍．这些研究对于我们清理迄今为止在木材构造方面的研究工作,确定２１世纪中国木材解剖学研究方向有一定帮助和借鉴     

基于代谢组学分析技术的木材形成机理研究

木材形成过程作为有机体的生命活动,其中细胞壁的生物合成必然包含了多种物质代谢与能量交换,但在代谢水平上对木材细胞壁构建过程的解析还不够清晰。研究人员已经在木材细胞发育、细胞壁化学成分等方面开展了卓有成效的研究,近年来又借助分子生物学技术,在基因水平、转录水平及蛋白质水平等方面探索了木材形成的生命过程。本研究从物质代谢的角度阐述了木材形成的基本过程,介绍了代谢组学技术分析方法,总结了代谢组学技术在木材形成研究中的应用,并提出了初步的思考与展望。期望为揭示木材形成的分子机制提供新的途径,进而为高品质木材的定向培育和木材功能性改良提供理论依据。     

木材变定的产生、回复及其永久固定

在分子水平上解释木材变定的产生、回复及永久固定的机理对于丰富和完善木材流变学理论,开发新的木材加工技术等具有重要意义．该文较详细地归纳了关于木材变定的产生、回复以及永久固定的几个主要观点,为进一步弄清楚木材变定的永久固定机理提出了作者的几点看法．