厲害了！科學家研發出能擋子彈的超級木材

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最近，科學家研製出一種新型的「超級木材」。這種木材的強度甚至超過高科技的鈦合金，除了可用於建築樓房和車輛，這種材料還可以用來製造防彈裝甲板。

地球上的木材資源十分豐富，而且利用成本相對較低。儘管它已經被使用了幾千年，從製作傢具、住宅到更大的建築，但未經處理的木材很少像建築中使用的金屬那樣堅硬。美國馬里蘭大學帕克分校的材料科學家胡良兵說，長期以來，研究人員始終試圖增強木材的硬度，最常使用的方法就是壓縮和「強化」。但密實木材往往會變弱，並反彈到原來的尺寸和形狀，尤其是在潮濕的環境中。

現在，胡良兵及其同事們宣稱，他們已經找到了一種更好的方法來強化木材。所謂的新方法包括兩個步驟。首先，天然木材在氫氧化鈉和亞硫酸鈉的混合物中煮沸，這實際上與製作造紙用木漿的過程非常類似。然後，木材經過壓縮階段，以破壞個體細胞之間的細胞壁。加熱是為了促進新化學鍵的形成，同時木材會持續被壓縮。這些工藝能夠去除某些聚合物，使新木材性質得到改變，同時保留其他聚合物對木材強度的重要性。最終，材料的強化來自大量氫原子與纖維素的納米纖維結合，這是在木材結構中天然存在的。處理過的壓縮木材的密度是未經處理的木材三倍以上，而其抗撕裂能力增加了10倍以上。此外，這種木材的抗壓能力也會提高約50倍，而且硬度提高20倍。密實木材更硬、更耐刮、更耐衝擊，它幾乎可以被塑造成任何形狀。也許最重要的是，這種木材也具有防潮性能。在實驗室測試中，暴露在極端潮濕環境下超過五天的壓縮木材膨脹率不到10%，而在隨後的測試中，只要塗上油漆塗層就能完全消除膨脹。

研究人員對新的超級木頭做了子彈射擊測試，用五層類似膠合板、厚度與三明治差不多的壓縮木材，可以阻擋子彈鑽入材料中。胡良兵及其同事們認為，這可能會幫助打造低成本的裝甲。當然，這種材料並不能完全與同樣厚度的凱夫拉板相比，但是，它的成本僅為後者的5%。

加州大學聖地亞哥分校的材料化學家劉平表示，這個研究團隊的成果「似乎為新型輕質材料的研究打開了大門」。汽車製造商經常希望使用高強度鋼材、鋁合金或碳纖維複合材料代替普通鋼材來減輕重量，但這些材料成本很高。壓縮木材還可充當碳纖維複合材料，其優勢是不需要昂貴的粘合劑，因為那樣會使零部件很難甚至是不可能回收。但是，劉平也指出，壓縮木材廣泛使用的一個可能障礙是，工程師們擴大並加速這一工藝的能力。胡良兵和他的團隊花了幾個小時才製作出咖啡桌大小的厚木板用於測試。不過，胡良兵團隊也認為，這並不是什麼大問題。

像「超級木材」這樣的研究會讓材料科學的未來前景變得更加廣闊。在不久的將來，我們可能會生活在幾乎完全由地球上最豐富、最多樣化的建築材料建造的房子里，從地板到椽、從牆壁到窗戶都是木質的。在車庫裡，可能停放著底盤和保險杠都由壓縮木材所制的汽車，而不再是鋼材和塑料。

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