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輕木軟硬適中，可以制作模型飛機和全尺寸的風(fēng)力渦輪機葉片等。近日，一個(gè)中美聯(lián)合研究團隊通過(guò)將其自然結構與化學(xué)和物理性能相結合，將輕木轉化為一種能夠承受反復壓縮和其他極端機械條件的“木炭海綿”，為輕木的應用開(kāi)辟了新領(lǐng)域。相關(guān)研究成果日前發(fā)表《化學(xué)》上。

華中科技大學(xué)的研究團隊與美國馬里蘭大學(xué)合作者，通過(guò)使用常見(jiàn)的化學(xué)物質(zhì)破壞了堅硬的半纖維素和木質(zhì)素纖維，從而獲得了可彎曲的海綿結構，并維持了輕木的正常細胞壁結構，然后將其加熱到1000℃，從而把有機物質(zhì)變成碳。

研究人員指出，普通碳化木材，僅經(jīng)歷了加熱步驟而不經(jīng)過(guò)任何化學(xué)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(jīng)受了高達1萬(wàn)次的連續“錘煉”，其性能十分優(yōu)良。

實(shí)驗結果表明，堅硬且不可壓縮的輕木可以經(jīng)過(guò)化學(xué)處理和碳化過(guò)程，產(chǎn)生具有機械壓縮性、抗疲勞性、電響應靈敏度超過(guò)大多數可壓縮碳質(zhì)材料的木炭海綿。由于這種海綿完全由天然木材制成，采用的是簡(jiǎn)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(jìn)行了進(jìn)一步的機械和電氣測試后，研究人員將其用于手指應變傳感器原型中。這種材料也可以用于水凈化裝置、能量?jì)Υ婧屯ㄔ?huà)技術(shù)中，例如超級電容器和充電電池。