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中国科学家开发人造木材,可防水也防火

2024-05-13 215

木质风的居家布置简约又有质感,可惜不防潮也不防火──但是这个最大缺点现在有机会消失了,中国科学家发明一种“人造木材”,浸在强酸中 30 天安然无恙、遇火也难以燃烧。也许不会成为流行的结构建材,但可以成为绝缘建筑的合适材料。

这种轻质材料的关键在于添加了壳聚糖(chitosan)聚合物。壳聚糖是一种线性多糖,也有译几丁聚糖、几丁胺糖、甲聚糖、脱乙酰壳多糖、脱乙酰几丁质、聚氨基葡萄糖等多种名称,在甲壳动物的外壳及内骨骼中含量丰富(如虾壳、蟹壳)。

目前壳聚糖有广泛的商业和生物医学用途,商业上比如营养品或减肥品(实验证实壳聚糖会与油脂反应,但有否减肥功效尚无临床验证),生医材料上如骨架,因其具有良好的生物相容性,也没有生物毒性。

最近中国科学技术大学团队则找到壳聚糖的另一种应用──建材。研究人员发现,将结合壳聚糖与聚合树脂(polymer resin)的溶液冷冻干燥后,可得到由壳聚糖支撑的多孔结构,接着将树脂加热到 200℃,树脂在固化过程形成强固化学键,使得这种合成材料像木材一样具有抗压性。

如果冷冻干燥速度更快、固化温度更高,或者添加其他物质如天然/人造纤维,还能使合成木材更加坚固。

不像木材生长需要数十年光景,这种人造木材可以在实验室中相对快速和大量的制造,且不怕水也不怕火,在实验中,人造木材浸泡在强酸溶液中 30 天几乎无损坏,但真实的木材在相同实验条件下损失了 40% 抗压性;而当研究人员点火燃烧人造木材时,也发现火不只无法扩散,还迅速熄灭。

研究人员认为,这种合成木材虽然无法成为流行的建筑结构,但很适合充当绝缘建筑的材料。新论文发表在《Science Advances》期刊。

  • Scientists Create Artificial Wood That Is Water- and Fire-Resistant
  • Synthetic wood is fire and water resistant

(首图来源:SHU-HONG YU/Science Advances)

2019-03-12 02:31:00

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