研究人员报告说，化学浴和热压机可以将木材转变为比钢更坚固的材料。该工艺以及其他类似工艺可以使这种不起眼的材料成为在汽车和建筑物制造中使用塑料和金属的环保替代品。
李登说：“这是一类很有潜力的新型材料，”李登说。他是2月7日发表在《自然》杂志上的这项研究的合著者之一。
加强木材的尝试可以追溯到几十年前。一些努力集中在通过提取纤维素中的纳米纤维（一种使细胞漏水通过植物组织的管状细胞中的硬天然聚合物）来合成新材料。
Li团队采用了另一种方法：研究人员专注于修饰天然木材的多孔结构。首先，他们在氢氧化钠和亚硫酸钠的溶液中煮沸不同类型的木材，包括橡木，历时七个小时。该处理使淀粉状纤维素大部分保持完好无损，但通过去除一些周围的化合物，在木质结构中创造了更多的中空空间。这些包括木质素，一种与纤维素结合的聚合物。
然后，研究小组在100摄氏度下将“帕尼尼三明治”块压成一天。结果：一块木板的厚度是其厚度的五分之一，但密度是天然木材的三倍，而强度则是其11.5倍。先前对木材进行致密化的尝试将强度提高了约三到四分之二。
扫描电子显微镜显示，最新工艺将纤维素管压在一起，直到它们弄皱并互锁。马里兰大学大学公园分校的材料科学家胡良兵说：“所有这些纳米纤维都沿生长方向排列。”
为了测试材料的韧性，研究小组从通常用于测试军用车辆抗冲击性的弹道气枪向其发射了药丸。五层层压在一起的材料（总厚度仅为3毫米）能够阻止每秒重约30米的46克重钢弹。
胡说，这比子弹每秒几百米的速度慢得多，但它可与汽车在碰撞前可能移动的速度相比，这使得这种材料可能适合用于车辆。
信用：胡良兵
实力问题
一些研究人员说，与以前的致密化方法相比，他们对该组的改进感到不满意。俄勒冈州立大学科瓦利斯分校的弗雷德·坎克（Fred Kamke）表示，即使不去除木质素，其他技术（例如施加更高的温度，在处理前蒸干木材并用树脂处理）也可以实现大多数已报告的性能提高。他说：“其他方法可能比在苛性溶液中煮沸7小时要便宜得多。”在他自己的测试中，未经化学物质处理的24层致密木材能够从手枪上停下9毫米的子弹。
位于德国波茨坦的马克斯·普朗克胶体与界面研究所的植物生物力学研究员迈克尔·埃德指出，压缩木材以增加其密度自然会提高其强度，但目前尚不清楚纳米纤维的缠结有多大作用。胡和李说，他们的团队模拟表明，强度的增加与纳米纤维缠结时氢键形成的影响是一致的。他们说，进一步的证据是在以前的工作中4，他们提取了木质纳米纤维，使纸张强度提高了40倍，韧性提高了130倍，但密度仅适度增加。他们说，这表明纤维素纤维可以粘合以获得更高的强度。
这项最新研究还紧随1月份发表的work3，其中研究人员去除了所有木质素并在室温下压缩了材料-结果使强度提高了三倍。
胡说，他的研究的主要发现是去除适量的木质素是最大化性能的关键。在他的小组实验中，去除过多的聚合物会导致密度较低的脆性木材，这表明当热压纤维素纤维时，一些残留的木质素有助于粘合纤维素纤维。当去除大约45％的木质素时，木材是最坚固的。
Eder提到这两篇论文时说：“在这个方向上，潜力很大。”“我喜欢的是他们试图利用木材本身的固有特性。是进行和改进工作的绝妙材料。
