比未加工硬 12 倍!這款次世代木材強韌度媲美鋼鐵 子彈也打不穿

比未加工硬 12 倍!這款次世代木材強韌度媲美鋼鐵 子彈也打不穿
▲美學者開發強韌度超群的次世代木材。(圖/翻攝自 New Atlas)

陳建鈞/綜合報導

說起強韌、堅固的材料,一般人或許會想到鋼鐵、鈦合金等金屬素材,不過這些材料相對也擁有厚重、昂貴等缺點;現在,馬里蘭大學研究人員開發出一套新穎的加工方法,能使木材提昇 12 倍強度,搖身一變成如鋼鐵般強韌,子彈也打不穿的次世代材料。

木材是一種擁有悠久歷史的材料,舉凡建築、雕塑、家具,甚至爐火裡都能看見它的身影,數千年以來沒有太大改變;根據《New Atlas》報導,研究人員開發出一種新的「緻密化技術」,以兩個步驟賦予木材媲美,甚至超越鋼鐵的強韌度。

首先,研究人員將木材於氫氧化鈉及亞硫酸鈉的混合液體內進行加熱,以去除木材內的木質素、半纖維素,接著再將加熱過的木材進行熱壓處理,使細胞壁崩潰結合,形成整齊、緊密的「纖維素奈米纖維」(cellulose nanofibers),遠比未經加工的天然木材強韌許多。

研究人員 Liangbing Hu 提到,這種處理方法,使木材具備天然木材的 12 倍強度、10 倍韌度,擁有與鋼鐵,甚至鈦合金競爭的能力,輕盈又堅固,媲美碳纖維,但價格低廉非常多。

研究人員曾對這些木材,進行開槍射擊實驗,一般木材毫不意外地被輕易擊破,而這種處理過的「超級木材」,卻能夠抵禦子彈的強大力道。

研究人員表示,這項技術能運用在不同類型的木材上,並且能大量生產,在加工前先行處理的話,還可以製作出各種形狀的版本;汽車、飛機、建築物……任何使用鋼鐵的地方,Liangbing Hu 認為,超級木材都能發揮同等效用。

這種超級木材使木頭成為比金屬更輕盈、強韌的材質之外,也讓成長迅速、質地鬆軟的木材,如松木、輕木,在一定程度上取代柚木等堅固,但生長時間漫長的木材種類。

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