輕木木片與木炭海綿的關係

輕木木片與木炭海綿的關係

輕木軟硬適中，可以製作模型飛機和全尺寸的風力渦輪機葉片等。近日，一個中美聯合研究團隊通過將其自然結構與化學和物理性能相結合，將輕木轉化為一種能夠承受反複壓縮和其他極端機械條件的“木炭海綿”，為輕木的應用開辟了新領域。相關研究成果日前發表《化學》上。

華中科技大學的研究團隊與美國馬裏蘭大學合作者，通過使用常見的化學物質破壞了堅硬的半纖維素和木質素纖維，從而獲得了可彎曲的海綿結構，並維持了輕木的正常細胞壁結構，然後將其加熱到1000℃，從而把有機物質變成碳。

輕木木片

研究人員指出，普通碳化木材，僅經曆了加熱步驟而不經過任何化學改性，非常脆弱，適當的外力就能將其粉碎，而木炭海綿在變形前，經受了高達1萬次的連續“錘煉”，其性能十分優良。

實驗結果表明，堅硬且不可壓縮的輕木可以經過化學處理和碳化過程，產生具有機械壓縮性、抗疲勞性、電響應靈敏度超過大多數可壓縮碳質材料的木炭海綿。由於這種海綿完全由天然木材製成，采用的是簡單且成本低廉的方法，因此，具有可再生性和可持續性。

在對海綿進行了進一步的機械和電氣測試後，研究人員將其用於手指應變傳感器原型中。這種材料也可以用於水淨化裝置、能量儲存和通話技術中，例如超級電容器和充電電池。