近日，中国科学技术大学俞书宏院士团队通过深入解析生物质微观结构，提出了一种利用生物质天然纳米结构的全新的生物质表面纳米化策略，基于这种策略构筑了一种可持续新型各向同性仿生木材（“RGI-wood”）。该策略巧妙地利用了木屑等生物质中天然的纤维素纳米纤维，将其暴露在木屑颗粒表面，并使其互相交联从而构筑无需任何粘合剂的高性能人造木材。运用这种策略所制备的人造木材在各方向上具有相同的力学强度，且超越了实木材和传统人造板。这种新型人造木材自下而上的制备方式使其在尺寸上将不受限制，可以克服大块实木材料的稀缺性，大大拓宽了这类木质材料的应用范围。另外，其还表现出优异的阻燃性性和防水性。在这种高性能人造木材中，微米级木屑颗粒的暴露着大量的纳米尺度的纤维素纤维，这些纳米纤维通过离子键、氢键、范德华力以及物理纠缠等相互作用结合在一起，微米级的木屑颗粒也被这些互相缠绕的纳米纤维网络紧密地结合一起形成高强度的致密结构，而无需添加任何粘结剂。这种结构特征带来了高达170 MPa的各向同性抗弯强度和约10 GPa的弯曲模量，远超天然实木的力学强度。此外，新型人造木材还显示出优异的断裂韧性，极限抗压强度，硬度，抗冲击性，尺寸稳定性以及优于天然木材的阻燃性。作为一种全生物基的环保材料，新型人造木材不仅不含任何粘结剂，还具有远超树脂基材料和传统塑料的力学性能，因此具有非常广泛的应用前景。 此外，这种由纳米纤维构成的网络也为制备木基纳米复合材料提供了一种新途径。通过将碳纳米管（CNT）掺入木屑颗粒间的纳米网络当中，可以获得导电智能人造木材，因碳纳米管能够在其中形成连续的三维网络，因此其具有比传统聚合物/碳纳米管复合材料更好的导电网络和更高电导率。基于这种智能人造木材的高导电性，它可以实现传感、自发热以及电磁屏蔽等多种应用。这种智能人造木材表现出了出色的电磁屏蔽性能（X波段超过90 dB），可以满足精密电子仪器屏蔽标准的要求。这种智能人造木材还可以在1.75 V低电压下（约等于两节五号电池的电压）实现自发热，可在5分钟内升至60摄氏度，这种在低电压下即可自发热木材可有效地确保自加热设备的安全性，同时减少能耗。 这项研究提出了一种生物质颗粒表面纳米化方法和策略，可用于构筑全生物质，不含任何粘结剂，具有优异的力学性能，可复合的新型人造木材。同时，这种全新的生物质表面纳米化策略也可以扩展到其他生物质（例如，树叶、稻草和秸秆等），并可以实现多功能化，有望用于制造一系列绿色全生物质的可持续结构材料，将进一步推动人造板行业向绿色、环保和低碳方向发展。

项目成果/简介:近日，中国科学技术大学俞书宏院士团队通过深入解析生物质微观结构，提出了一种利用生物质天然纳米结构的全新的生物质表面纳米化策略，基于这种策略构筑了一种可持续新型各向同性仿生木材（“RGI-wood”）。该策略巧妙地利用了木屑等生物质中天然的纤维素纳米纤维，将其暴露在木屑颗粒表面，并使其互相交联从而构筑无需任何粘合剂的高性能人造木材。运用这种策略所制备的人造木材在各方向上具有相同的力学强度，且超越了实木材和传统人造板。这种新型人造木材自下而上的制备方式使其在尺寸上将不受限制，可以克服大块实木材料的稀缺性，大大拓宽了这类木质材料的应用范围。另外，其还表现出优异的阻燃性性和防水性。在这种高性能人造木材中，微米级木屑颗粒的暴露着大量的纳米尺度的纤维素纤维，这些纳米纤维通过离子键、氢键、范德华力以及物理纠缠等相互作用结合在一起，微米级的木屑颗粒也被这些互相缠绕的纳米纤维网络紧密地结合一起形成高强度的致密结构，而无需添加任何粘结剂。这种结构特征带来了高达170 MPa的各向同性抗弯强度和约10 GPa的弯曲模量，远超天然实木的力学强度。此外，新型人造木材还显示出优异的断裂韧性，极限抗压强度，硬度，抗冲击性，尺寸稳定性以及优于天然木材的阻燃性。作为一种全生物基的环保材料，新型人造木材不仅不含任何粘结剂，还具有远超树脂基材料和传统塑料的力学性能，因此具有非常广泛的应用前景。 此外，这种由纳米纤维构成的网络也为制备木基纳米复合材料提供了一种新途径。通过将碳纳米管（CNT）掺入木屑颗粒间的纳米网络当中，可以获得导电智能人造木材，因碳纳米管能够在其中形成连续的三维网络，因此其具有比传统聚合物/碳纳米管复合材料更好的导电网络和更高电导率。基于这种智能人造木材的高导电性，它可以实现传感、自发热以及电磁屏蔽等多种应用。这种智能人造木材表现出了出色的电磁屏蔽性能（X波段超过90 dB），可以满足精密电子仪器屏蔽标准的要求。这种智能人造木材还可以在1.75 V低电压下（约等于两节五号电池的电压）实现自发热，可在5分钟内升至60摄氏度，这种在低电压下即可自发热木材可有效地确保自加热设备的安全性，同时减少能耗。 这项研究提出了一种生物质颗粒表面纳米化方法和策略，可用于构筑全生物质，不含任何粘结剂，具有优异的力学性能，可复合的新型人造木材。同时，这种全新的生物质表面纳米化策略也可以扩展到其他生物质（例如，树叶、稻草和秸秆等），并可以实现多功能化，有望用于制造一系列绿色全生物质的可持续结构材料，将进一步推动人造板行业向绿色、环保和低碳方向发展。

产品详细介绍木材干燥设备（微波木材干燥设备）木材干燥方法大体可以分为机械干燥，化学干燥和热力学干燥这三种。木材的干燥是木制品重要的工艺环节，起能耗约占木制品生产总能耗的好大一部分，对木材进行正确合理的干燥处理，既保证了对木材的合理应用，又保证了木材制品的质量，节约木材，木材干燥的目的和作用归纳起来有以下几个方面。1. 防止木材变形，开裂，提高木材尺寸的稳定性，保障木制的尺寸，形状稳定，经久耐用。2. 提高木材和木制品零件的强度。木材的强度随木材含水率的降低而提高。3. 预防木材变质腐朽，一般情况下，当木材含水率低于20%和高于100%时，可以避免病菌和昆虫的危害。4. 减轻木材的质量，以提高车辆的运输能力。5. 提高木材的使用年限。木材的构造及分类  木材是一种非均质管状细胞构成的有限膨胀胶体，具有变异性和异向。木材的干燥特性和木材构造有密切的关系。木材的种类很多，其构造既有共性又有差异，这些差异是用户选择干燥设备和制定干燥工艺时，必须注意的问题。   所有的木材可归纳为针叶林和阔叶林俩类。（1） 针叶林  如红松，油松，侧柏，水杉，冷杉等树种树叶形状类似针，称为针叶材，这类木材横切面上有看不见导管又叫无孔材，由于这类木材中的多数材质较软，又称软材。（2） 阔叶林 如杨，椴，槐。柳等这些树种叶扁平宽阔。故称阔叶材。又可以分为阔叶软材和阔叶硬材。木材中的水分主要来源  木材中水分主要来源于把土壤中的水分通过树干输送到树叶，所以树干里含大量的水分。当活树被伐到并锯成各种规格的锯材后，水分的一部分或大部分仍然保留在木材内部，这就是木材水分的主要来源。木材的干缩，变形与密度   木材含水率在周围气候条件的影响不断发生变化，含水率的增减将导致木材的体积和尺寸的改变。当细胞的自由水减少时，木材的尺寸不改变。随着吸着水的增加发生木材膨胀，随着吸着水减少发生干缩。  干缩和湿胀的程度随着吸着水排出量和吸收量大制按比例的增减，而且与木材的密度相关。由于木材弦，径，纵向干缩不一，进而导制木材的开裂和变形。木材的干缩规律：弦向大，径向其次，纵向最小。干燥过程中水分的蒸发和移动  木材内的水分的排除取决于俩种物理现象，及木材表面的水分蒸发和木材内部水分的移动。木材表面水分蒸发的阻力较小，其蒸发速率取决于外界加热方法，相对湿度，及空气压力。  木材具有大小差异的悬殊而相互联系的大毛细管和小毛细管系统组成，因此，水分不可能只以一种形式贯串俩类系统简单的移动。可以设想木材内部水分的迁移的模式：A 细胞腔内自由水蒸发掉一部分：B 较热处的细胞壁内的吸着水，在热能引起的蒸汽压力差的作用下，开始解吸，并向细胞腔内部移动，以水蒸汽的形式扩散入腔内，在较冷的细胞壁凝结：C 一部分凝结水转化为吸着水，另一部分凝结水成为自由水，并凭借毛细管张力差的作用通过纹孔传递入相邻的细胞腔。   影响木材水分迁移速度的因素很多，它与木材的温度，内外的含水率茶，压差，木材的纹理方向，木材的构造及板材类型等很多因素有关。当木材的温度升高，内外含水率梯度和压差增加时，水分移动速度加快，当温度高于50度时，木材顺纹方向的水分移动速度比横纹方向快5-8倍，弦向板比径向板的水分移动快20%-50%，同时边材比心材的水分移动快，密度小的比密度大木材水分移动大。木材的干燥缺陷   在木材干燥过程中会产生各种缺陷，这些缺陷大多数能够防止和减轻的。与干燥缺陷有关的因子是木材干燥的条件，木材密度，干缩率，水分移动的难易程度以及材料抵抗变形能力等。在同一干燥条件下，木材的密度越大，越容易开裂。木材干燥过程中若干燥工艺不当，将会使木材干燥不均匀，产生残余应力和塑化固定变形，从而引起一系列干燥缺陷，常见的干燥缺陷有初期开裂，弯曲变形，皱缩，变色等。木材微波干燥的优点  微波干燥热量不是从木材外部传入的，而是在干燥木材内部直接发生的。木材沿整个厚度同时热透，且热透所需的时间与木材厚度无关。木材在电磁场中加热时，但由于表面有的热损失以及水分的蒸发，实际上木材内部的温度高于表面。因此，微波干燥水的沸点时，木材中还产生相当大的超压水蒸汽压力，更加速了水分由内向外的移动。因此，微波干燥的速度比普通对流加热干燥快的多。  微波干燥时，木材的内应力一般比普通对流干燥小。原因是沿木材厚高的含水率梯度比对流干燥的小，另外，木材在整个厚度上同时热透，提高了可塑性，也使内应力减小。从而提高了干燥质量。现有微波木材干燥设备（也称木材微波干燥设备）类型：   1 隧道式微波木材干燥设备   设备在常压情况使用，采用244松下磁控管，采用流水线结构，热源可控，功率可调，温度可调节，采用自动控温度装置，可以微调。采用不锈钢外壳，传送无级调速。木材干燥均匀，干燥速度快，开裂少，木材不变色。   送料方法：自动输送进料。适合产品：   木板， 木皮，木条，方木，胶合板，纤维板，竹条，木筷子，木衣架干燥灭霉杀虫。   2 窑式微波烘房及窑式微波烘干设备 设备采用微波和热风相结合的方法，微波四周耦合馈入，均匀排布，热风采用均匀对流式，本设备的优点是木材内外同时加热，干燥均匀，微波功率可调节，热风温度可调节，采用自动控制温装置，干燥温度稳定，干燥后木材成品好，干燥时间自动可控。输送方式：手推车送料。本设备适合：厚木板，方木，圆方，硬度高的木材干燥。3 微波真空干燥设备及木材真空微波干燥设备   本设备采用微波加热，采用在负压条件下，水的沸点温度低，水变成蒸汽温度低，干燥温度低，温度可调节，真空度可调节，微波功率可调节。采用PLC全智能化控制，温度自动可以控制，干燥时间自动可控，干燥温度低。   输送方式：手推车输送 适合木材：红木，紫檀木等高档木材干燥。

融入空间自由度，力学，生物，仿生步态等诸多跨学科知识。

本成果突破高速图像采集与处理、基于深度学习的精准识别、高速喷码机构设计、高集成度系统设计等关键技术，研发了木材智能检尺装备和系统，实现了基于人工智能、大数据、互联网等技术的智能木材检尺作业，降低了对专业人员的依赖，提高了工作效率和精度，降低了劳动强度和成本，大大提升了行业的智能化水平，并在山东海关等地进行了实际测试和推广应用，在次基础上未来形成一整套涵盖理货、检尺、发货等业务的一体化智能平台，具有重要的社会效益和经济价值。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、技术分析 针对我国每年约六千万立方米进口原木检尺过程中存在的人工重复劳动强度大、成本高、数据的客观性和准确性受质疑等问题，突破高速图像采集与处理、基于深度学习的精准识别、高速喷码机构设计、高集成度系统设计等关键技术，研发了木材智能检尺装备和系统，实现了基于人工智能、大数据、互联网等技术的智能木材检尺作业，降低了对专业人员的依赖，提高了工作效率和精度，降低了劳动强度和成本，大大提升了行业的智能化水平，并在山东海关等地进行了实际测试和推广应用，在次基础上未来形成一整套涵盖理货、检尺、发货等业务的一体化智能平台，具有重要的社会效益和经济价值。

该技术通过一系列改性技术，对木材进行物理、化学处理，可以改善和克服人工林木材干缩湿胀大、尺寸稳定性差、易变色、易燃、不耐腐、不耐磨等缺陷，同时赋予木材某些特殊的功能，使低档木材高档化，有效地利用木材，延长木材的使用寿命。这对我国建设资源节约型社会和保护环境，具有重要的战略意义。该技术生产的木材可广泛应用于装饰材料，家具材料，建筑材料等等。发展人工用材林，代替天然林使用，我国正在热火朝天的行动，世界各国也在紧锣密鼓的进行。新西兰就已经对世界宣布，木材利用全部实现以人工林代替天然林。人工

常用的木材胶粘剂包括酚醛树脂胶粘剂、脲醛树脂胶粘剂、三聚氰胺树脂胶粘剂、聚醋酸乙烯乳液胶粘剂、水溶性三聚氰胺与聚乙烯醇混合胶粘剂等。脲醛树脂因绝缘性能好，耐磨性极佳，价格便宜，它是胶粘剂中用量最大的品种。特别是在木材加工业各种人造板的制造中，脲醛树脂及其改性产品占胶粘剂总用量的90%左右。用脲醛树脂生产的人造板在制造和使用过程中存在着甲醛释放的问题，引起环境污染。丙烯酸酯及其共聚

常用的木材胶粘剂包括酚醛树脂胶粘剂、脲醛树脂胶粘剂、三聚氰胺树脂胶粘剂、聚醋酸乙烯乳液胶粘剂、水溶性三聚氰胺与聚乙烯醇混合胶粘剂等。脲醛树脂因绝缘性能好，耐磨性极佳，价格便宜，它是胶粘剂中用量最大的品种。特别是在木材加工业各种人造板的制造中，脲醛树脂及其改性产品占胶粘剂总用量的90%左右。用脲醛树脂生产的人造板在制造和使用过程中存在着甲醛释放的问题，引起环境污染。丙烯酸酯及其共聚乳液，醋酸乙烯

"一种自上而下的新方法，直接利用木材，只需两步即获得了各向同性的透明纸： 1. 去除木质素以消除木质素中的有色基团对光的吸收； 2. 利用压力将去除木质素的木片压实，消除散射源达到光学均匀性和透明性。 此方法不再需要纳米纤维素纤维的制备、分离和浓缩步骤，因此解决了传统方法工艺复杂、耗时、耗水、耗能的问题。同时可推广到利用草本原料制备透明纸，如竹子、草等，将进一步降低透明纸的成本。"

以酶类结构的金属卟啉为催化剂，模仿生物氧化历程，突破温和条件下高效、专一活化氧气的技术难 题，实现高附加值含氧有机化物的合成，并致力于实现该技术的工业应用，填补国内外技术空白，从本质 上解决化工领域氧化过程的安全隐患。