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木材造绝热新材料性能超越发泡聚苯乙烯

文章来源：未知更新时间：2018-03-20 10:11:40

马里兰大学的工程师们已经打造了一种全新的隔热材料，与泡沫塑料或气凝胶相比，其效果至少可以达到 10℃、强度是泡沫塑料的 30 倍以上、对环境也更加友好。研究人员称之为“纳米木材”（Nanowood），它是从普通木材上切割而来（实验初期选择的是美国本土的椴木），然后去除所有的木质素（木材呈现棕/黄色和硬度的主因）。

当木材的颜色从黄色彻底“漂白”成了白色，就说明木质素已经被完全去除了。实际上，这一过程和造纸很是类似。木头被切割后，可以留意它的纹理。加氢氧化钠和亚硫酸钠水煮，然后用双氧水（过氧化氢）处理，以去除木质素和大部分的半纤维素。接着冷冻干燥、以保持木材的结构，而不是如你所想的那样拿去造纸。

绝热木制新材料

可加工成“卷”、“纸”、“块”等形式

将木质素从木块中抽出后，剩下的就是一种重量极轻、白色的纤维素，即木材原本的支架结构。与家用隔热常用的聚乙烯、或硅类材料相比，其隔热效果要高出好几个层级。与此同时，其管状形状，也赋予了各向异性（anisotropic properties）。热量可以自由地在纤维线上穿梭，但在另一个方向上，就没有那么容易了。

设计师们可以利用这项特性，将热量传递到他们认为合适的地方，并在其它地方阻挡住 —— 改变纳米纤维的方向即可。此外天然纤维素的纤维还具有低应变性。在单向崩溃测试中，其强度实测为发泡材料（聚苯乙烯）的 30 倍以上。此外由于整体显现白色，其反射太阳光的效果也很出众。

这项研究由博士后学生 Tian Li 和助理教授 Liangbing Hu 带领，他们认为这是一种很吸引人的材料，但在其走入千家万户之前，仍有许多工作要完善，比如防火处理。毕竟由于木材的高度易燃特性，想要在建筑行业使用，就必须符合防火要求。但在另一方面，纳米木材拥有可生物降解的环保特性，以及方便地加工成纸片、木块、或卷曲等形式。

最后，阻挡这项技术大规模商用的关键，就是“干燥、漂白”木材的成本。如果成本居高不下，那么短时间内也是无法投入实际运用的。有关这项研究的详情，已经发表在 3 月 9 日出版的《科学进展》（Science Advances）期刊上。原标题为：《Anisotropic, lightweight, strong, and super thermally insulating nanowood with naturally aligned nanocellulose》

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