工程应用对硬质材料具有巨大的需求。目前，广泛使用的硬质材料，如合金和陶瓷，通常不可再生且价格昂贵。同时，这些硬质材料的生产通常需要很高的能源消耗，并且造成负面的环境影响。

近日，马里兰大学李腾教授报道了展示了一种由天然木材制成的一种潜在的低成本和可持续的硬化木材（HW）。

文章要点

1）研究人员首先进行一段时间的化学处理，以部分去除天然鲈木中的木质素和半纤维素，然后用去离子水（DI）漂洗。接下来，在室温下，将部分脱木素的木材样品在垂直于木材纤维的方向上压缩，以挤压原木中的导管、气孔和凹坑，并将木材中的水分挤出。然后，对部分脱木素的木材样品进行热压干燥，以进一步致密化。HW材料的极致密结构显著增强了HW中相邻纤维素纤维之间形成的氢键，因此具有比对应原木提高23倍的硬度。进一步的，将HW浸泡在食品级矿物油中进行表面处理，显著提高了其耐水性。

2）为了展示HW的潜在应用，研究人员通过弯曲和抛光将HW进一步加工成餐刀和钉子的形状。结果显示，其锋利程度几乎是商用餐刀（例如，由钢、塑料和天然木材制成的餐刀）的三倍。而制成的HW钉则可以达到与钢钉相当的性能，并且可以很容易地钻入天然木板并将它们固定在一起。

这些结果表明，HW有望成为传统硬质材料的可再生和低成本替代品，并具有诸如减少塑料消耗和克服钢钉生锈问题的优点。

参考文献

Chen et al., Hardened wood as a renewable alternative to steel and plastic, Matter (2021)

DOI：10.1016/j.matt.2021.09.020

https://doi.org/10.1016/j.matt.2021.09.020