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木材材料新应用

发布时间：2025-03-11 09:33:14- 点击数： - 关键词：木材材料新应用

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天然材料的现代应用，将对社会的可持续发展起到重要作用。木材具有良好的生物降解性，是环境友好的植物材料。长期以来，木材作为生命体受限于生长尺寸、缺陷等，其性能不能满足现代需求，从而使得其应用局限于传统的建筑、家具等领域。表面微纳结构是很多光学、光子学等器件的基础，如果在木材的表面实现微纳结构的调控，将突破其传统应用领域，实现其光学、光子学等材料和器件的新应用，甚至发展完全生物降解、可抛弃的环境友好材料与器件。然而，木材是由纵向排列的细胞构成的多孔结构，微米尺度的粗糙表面难以构造纳米结构。此外，木材的主要成分天然纤维素没有热塑性。因此，在木材表面实现精密的微纳结构仍是一个挑战。

针对上述研究目标和挑战，南京大学祝名伟教授联合美国马里兰大学胡良兵教授，基于木材材料及其纤维分级结构的特点，通过部分去除木质素使微纤丝之间可相对移动，获得木材的类似塑性的力学特性，并在室温、潮湿条件下对木材表面进行纳米压印，然后通过干燥重新形成纤维间的氢键，从而将微纳结构完整、精确地复制到木材表面，实现了木材表面结构的尺寸范围从纳米到微米大跨度的图案的制备与调控能力。