【摘要】 利用电子透射显微镜将这种全新的生物质表面纳米化的策略扩展到树叶、稻草和秸秆等其他生物质上,有望用于创造一种新型的全新的可持续结构材料,进一步推动材料行业向绿色环保和低碳的方向发展。

近期俞书宏团队构建出了一种可持续新型各向同性仿生木材,通过透射电子显微镜观察该木材是利用全新的生物质表面纳米化策略构筑的。该策略巧妙的利用木屑中生物质中的天然纤维素纳米纤维,将其暴露在木屑颗粒表面并将其相互交联,从而构建出无需任何粘合剂的高性能的人造木材。

 

在透射电子显微镜的观察下,能够观察到微米级的木屑暴露着大量的纳米尺度的纤维素纤维,通过离子键、氢键、范德华力以及无理纠缠等相互作用从而将这些纳米纤维相互结合在一起。这些微米级的木屑颗粒在无需添加任何粘结剂的情况下,相互作用纠缠的纳米纤维网络紧密的结合在一起从而形成了高强度的致密结构。这种结构特征带来了高达170兆帕的各向同性弯曲强度和约10吉帕的弯曲模具,远超天然实木的力学强度。除此之外,人造木材还表现出了优异的断裂韧性、极限抗压强度、硬度、抗冲击性、尺寸稳定性以及强于天然木材的阻燃性和防水性。作为一种全生物基的环保材料,该新型的人造木材不仅没有任何粘结剂,还具有了远超树脂基材料和传统塑料的力学性能。因此具有非常广泛的应用前景。

 

这种由纳米纤维构成的网络使用电子透射纤维镜观察发现,该材料为了制备木基纳米复合材料提供了一种新的途径。利用电子透射显微镜技术,将碳纳米管掺入木屑颗粒的纳米网络中,可以获得导电智能人造木材并且实现传感、自发热以及电磁屏蔽等多种应用,具有出色的电磁屏蔽性能,从而满足精密电子仪器评比标准的要求。

 

利用电子透射显微镜将这种全新的生物质表面纳米化的策略扩展到树叶、稻草和秸秆等其他生物质上,有望用于创造一种新型的全新的可持续结构材料,进一步推动材料行业向绿色环保和低碳的方向发展。

 

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