新型木材比钢更强,比Kevlar便宜

“超级木材”可以在施工,身体盔甲和车辆制造中进行溅起
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在现代世界,用气凝胶等高科技材料,碳纤维和金属合金等高科技材料,很容易俯瞰像木材一样常见的东西。然而,低木材DOTH提供无数的优势:主要是长大的,使它可持续和便宜;它也很熟悉,易于使用,美学上令人愉悦和可生物降解。出于所有这些原因,研究人员正在寻找利用最先进的纳米技术改进木材的方法。

出版于自然去年,马里兰大学的科学家由梁博虎带领,报道了一个简单的过程,使任何类型的木材的密度重叠,使其成为强大的11.5倍。为了使这种高密度“超级木材”研究人员首先将正常的木材浸泡在氢氧化钠(NaOH)和亚硫酸钠(Naso3.)。这两种化学品在串联中工作,以除去一些木质素和半纤维素 - 在细胞壁中发现的两种丰富的聚合物 - 在木材中。

然后将木材加热并压缩。随着木质素和半纤维素去除,木材中的细胞壁完全塌陷,剩余的纤维素纤维 - 木材中的第三个重要的聚合物 - 紧密地压制成纳米纤维。“局部去除木质素可以降低80%的减少量,”胡队的研究人员之一,戴嘉琪说。“木材内的天然毛孔关闭,导致密度更高,氢键更高,因此机械强度较强,”嘉琪说。

最终产品是一块木材,它具有比大多数金属更高的拉伸强度,但远更轻。五层的东西甚至可以阻止一个颗子和Kevlar,可能为便宜,轻质的身体盔甲铺平道路。

但超级木材的好处不会阻止那里。上个月胡的团队发表了一项新研究 -这个时候了科学- 表明,去除木质素的相同过程也可以使木材超级反射,回收近100%的可见光,只吸收一点近红外辐射。

结果是即使在直射阳光下放置时也比环境温度冷却的材料。如果在建筑物中使用,该团队计算超级木材可能会导致能源节省20%至60%,最高的收益在热,干气位中出现,空调的成本往往是溢价。

自初始出版物以来自然,胡同和他的团队因询问新技术而被淹没。一家专注于将这些技术从实验室带入现实世界的公司的注意力最终会导致发明木材的基础 - 公司CEO Josh Cable表示他们希望在接下来的9-12个月内实现这一目标。本公司已收到美国能源部的支持,包括ARPA-E授权,以将额外的研究资助将超级木材融入车辆作为碳纤维和钢材的替代品。电缆表示他们收到的兴趣来自“汽车,航空航天,建筑/建筑和/或工业部门”的“大公司”,“与这些市场部分的大型多国企业的讨论目前正在进行中。”

超级木材的未来成本结构将根据电缆的尺寸,形式和所需的处理,但公司的最终目标是使产品与现有技术竞争。如果他们能够实现这一目标,你的下一辆汽车或房屋中最高科技的材料可能不是碳纤维或钛,但良好的老式木材。