- 研究人员开发植物基溶剂使木材暂时柔韧，并不损害其结构。
- 新方法以 Cyrene 为中心，从纤维素中提取，环保且可生物降解。
- 经处理木材在弯曲后可保持机械特性，并可恢复原形状。
- 该方法可扩大木材应用于多个行业，提升可加工性。
意大利意大利科技研究所的研究人员开发出一种处理方法，能够使木材暂时变得柔韧，这是利用植物来源的溶剂进行的。他们形容这是一种更可持续的弯曲木材的方法，并且不会损害木材的结构。该研究小组由副科学总监 Athanassia Athanassiou 协调，并在《材料通讯》中发表了研究结果。木材仍然是一种可持续、强韧、可生物降解和经济实惠的材料，但其刚性结构使得在不使用其他处理方法所需的化学品的情况下，难以塑造成曲线形状。
现有的木材成形技术大致可分为两类。一类是耗能的方法，这些方法会改变木材的机械特性，并降低其耐用性；另一类是用于胶合板和层压木的技术，这些技术依赖于石油化学来源的粘合剂。这些粘合剂在生产过程中会产生污染，并使得最终产品无法生物降解，增加了产品使用寿命结束后的处理难度。意大利科技研究所的新方法以 Cyrene 为中心，这是一种从纤维素中提取的绿色溶剂，而纤维素是一种自然存在于植物中的化合物。
新技术的环保特性
当与水混合时，这种溶剂能够渗透木材的非晶体成分，包括木质素和半纤维素，还有木材本身的纤维素，而不会破坏木材的内部结构。
一旦木材被 Cyrene 水溶液渗透，它会变得更柔韧，并更容易弯曲成所需的形状。弯曲后，木材会被干燥，将其锁定在新的几何形状中，而不影响其在处理前的机械特性。由于这一过程不需要石油化学添加剂，成形后的木材仍然完全可生物降解。第二次处理甚至可以将木材恢复到原始形状或完全重新塑形。根据相关的研究论文，使用 50:50 的 Cyrene 水溶液处理的木材，其弯曲应变比仅用水处理的木材高出约 30%。
这种改进使其能够在失效前弯曲和扭转得更远。一旦干燥，经处理的木材的机械强度与未处理的木材相当，甚至略高，且未检测到木质素含量的变化。
扩展应用的潜力
研究人员在厚度介于 1 至 5 毫米（0.04 至 0.2 英寸）的薄木片上测试了该处理方法。他们使用了常见于模型制作和木工的木种，其中白桦是主要的测试材料，还包括巴尔沙、巴西胡桃木、奥库梅木和白蜡木。研究人员指出，将这一过程扩展到更大的木材块需要工业设施，而非实验室规模的设备。意大利科技研究所的智能材料单位研究员 Martina Nardi 直接描述了木材的核心吸引力。她表示，木材具有强度、耐用性、绝缘特性及其自然来源的组合，使其成为减缓气候变化的一个重要工具。
她强调，开发可持续的方法以扩大木材的可加工性，使其适用于越来越多的应用，而不会牺牲其自然的机械特性或生物降解性。该方法目前正在申请专利，研究人员计划进一步研究以确定哪些行业将最受益，潜在的候选行业包括乐器生产、儿童玩具、家具和室内设计，所有这些领域都可以利用一种真正可持续的方法来将木材弯曲成新形状。
植物基溶剂对木材加工的影响
意大利科技研究所的这项研究展示了植物基溶剂在木材加工中的潜力，特别是在可持续性方面。随着环保意识的提高，传统木材加工方法的环境影响受到关注。新方法不仅减少了对石油化学品的依赖，还保持了木材的生物降解性，这对于减缓气候变化具有重要意义。此外，这项技术的应用潜力广泛，涵盖乐器、玩具及家具等多个行业，可能会改变这些行业的生产方式，促进可持续发展。