木材功能化研究新进展

木材不仅仅是一种具有可持续、可再生、可生物降解的环境友好型材料,同时具有多级的层次结构、优良的各向异性、多样的化学性能等优点。随着纳米技术及其他先进技术的发展,通过简单的设计制备方法,直接对木材进行自上而下的组装,得到具有功能性的木质材料,打破了木材在实际应用上的局限性,并有希望替代传统的玻璃、塑料等难降解材料。笔者综述了在原木基础上通过对木材成分去除、孔道修饰以及高温碳化等方法处理,赋予木材在不同领域以新应用的相关研究成果;介绍了近年来功能性木材在污水处理、太阳能海水淡化、储能元件、电子器件以及建筑上的应用,并对在应用过程中亟待解决的问题进行了分析;最后对木材科学的发展提出了自己的观点,认为虽然木材在应用上取得了较大突破,但在基础研究上还需要更加深入,木质功能材料走向商业化还面临很大挑战。     

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%.     

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.