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利用虾壳打造人造木材

图片来源:Pixabay

这种新型轻质材料不仅硬度上与木材不分伯仲,还克服了后者易燃、易受潮的缺点。
为了合成这种木材,科学家向一种聚合树脂溶液中加入了少许壳聚糖(提取自虾和螃蟹外壳中的糖类聚合物)。经冷冻干燥后,形成了一种富含微孔和通道的结构,壳聚糖在其中起支撑作用。之后加热树脂至200°C使其固化(指物质从低分子转变为高分子),这样便形成了牢固的化学键。

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这项成果发表在《科学·进展》(Science Advances)杂志上,中国科学技术大学材料化学家俞书宏(Shu-Hong Yu)在论文中描述,这种物质拥有如木材一样的抗压能力。俞书宏说,如果缩短冷冻干燥的时间,结构中的孔道就会更小,材料的强度会更高。该研究团队还发现,如果提高固化温度,树脂内会形成更多的化学键,也可以增加材料强度。而加入一些人造或者天然纤维也有类似效果。


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与天然木材不同,这种新型材料并不需要数年的生长时间。此外,它具有防水性——把样品在水和强酸中浸泡30天后,样品强度基本没有减小;而经类似处理后,巴沙木的强度下降三分之二,抗破碎性下降40%。这种新材料还很难点着,并且移走火源后便不再燃烧。
瑞典斯德哥尔摩大学的材料学家伦纳德·贝里斯特伦(Lennart Bergström,未参与此项研究)称,这种人造木材可用作抗撞击包装材料,而且人造木材的孔隙率使其具备捕获空气的能力,因此适合用作建筑物的隔热材料。如果用更环保的物质来替换聚合树脂,那么人们对这种材料的兴趣会更大。
撰文:锡德·珀金斯(Sid Perkins)
翻译:张哲
文章来源:环球科学
本文来自:中国数字科技馆
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