木(mu)材(cai)是(shi)可(ke)再(zai)生(sheng)的(de)
，且(qie)其(qi)生(sheng)產(chan)加(jia)工(gong)過(guo)程(cheng)不(bu)會(hui)對(dui)環(huan)境(jing)產(chan)生(sheng)大(da)規(gui)模(mo)汙(wu)染(ran)，這(zhe)在(zai)今(jin)天(tian)地(di)球(qiu)環(huan)境(jing)變(bian)化(hua)的(de)背(bei)景(jing)下(xia)顯(xian)得(de)尤(you)其(qi)有(you)價(jia)值(zhi)。因(yin)此(ci)

，不(bu)少(shao)材(cai)料(liao)學(xue)家(jia)重(zhong)新(xin)把(ba)目(mu)光(guang)投(tou)向(xiang)木(mu)材(cai)，希(xi)望(wang)將(jiang)它(ta)發(fa)展(zhan)成(cheng)金(jin)屬(shu)和(he)塑(su)料(liao)的(de)替(ti)代(dai)品(pin)。不(bu)過(guo)要(yao)實(shi)現(xian)這(zhe)一(yi)點(dian)
，首(shou)先(xian)要(yao)讓(rang)木(mu)頭(tou)變(bian)得(de)可(ke)塑(su)。

木質素如同木頭的“骨架”

要讓木頭變得可塑，我們先要明白木頭為什麼這麼“僵硬”。植物的微觀結構可以給出線索。

植物的細胞包裹在細胞壁中
，細胞壁主要由纖維素、半(ban)纖(xian)維(wei)素(su)和(he)其(qi)他(ta)多(duo)糖(tang)組(zu)成(cheng)
，而(er)它(ta)們(men)之(zhi)間(jian)的(de)空(kong)隙(xi)被(bei)木(mu)質(zhi)素(su)填(tian)充(chong)。在(zai)植(zhi)物(wu)的(de)木(mu)質(zhi)部(bu)中(zhong)，細(xi)胞(bao)壁(bi)會(hui)經(jing)曆(li)木(mu)質(zhi)化(hua)過(guo)程(cheng)
，其(qi)中(zhong)的(de)木(mu)質(zhi)素(su)沉(chen)積(ji)下(xia)來(lai)，增(zeng)加(jia)了(le)細(xi)胞(bao)壁(bi)的(de)厚(hou)度(du)

，使(shi)得(de)木(mu)質(zhi)部(bu)獲(huo)得(de)較(jiao)高(gao)的(de)機(ji)械(xie)強(qiang)度(du)，足(zu)以(yi)支(zhi)撐(cheng)起(qi)整(zheng)個(ge)植(zhi)株(zhu)。可(ke)以(yi)說(shuo)，木(mu)質(zhi)素(su)就(jiu)是(shi)木(mu)頭(tou)的(de)“骨架”
，它使得木頭機械強度高到可以做房梁和柱子，卻也使木頭失去了塑性，不容易發生形變。

想讓木頭變柔軟，第一步便是去除木質素。這個道理古人早就明白了，而且把它運用到一項我們熟悉的工藝中：造紙。拿到稻草、蘆葦稈
、木(mu)屑(xie)這(zhe)些(xie)原(yuan)料(liao)後(hou)，一(yi)般(ban)都(dou)要(yao)用(yong)化(hua)學(xue)方(fang)法(fa)去(qu)除(chu)其(qi)中(zhong)的(de)木(mu)質(zhi)素(su)，得(de)到(dao)以(yi)纖(xian)維(wei)素(su)為(wei)主(zhu)的(de)紙(zhi)漿(jiang)
，再(zai)進(jin)行(xing)後(hou)續(xu)加(jia)工(gong)。這(zhe)種(zhong)脫(tuo)木(mu)質(zhi)素(su)過(guo)程(cheng)是(shi)改(gai)造(zao)木(mu)材(cai)的(de)一(yi)種(zhong)常(chang)用(yong)方(fang)法(fa)。

木頭加工成紙張後，形狀可以輕易改變，卻也失去了機械強度，無法承受大重量的衝壓
、拉扯。能不能找到一種方法，在不損失機械強度的前提下，讓木頭可以像紙一樣折疊？

處理後的木頭機械強度更高

近日發表於《科學》雜誌的一項研究中
，來自美國馬裏蘭大學的研究人員把造紙的第一步用到了天然木材的處理上。

但與造紙不同，首先木材並沒有被打成木漿，研究人員處理的是一塊約3毫米厚的薄木板；其次脫木質素過程僅去除了大約55%的木質素和67%debanxianweisu。jingguotuomuzhisuguochenghehongganchulihou
，yanjiurenyuandedaoleyikuaiyasuomutou。youyushiqumuzhisudezhichizuoyong
，mutouzhongdeweiguanhexianweijiegoutansuojiyazaiyiqi，mutoubiandezhimi

，yiranjiangying、無法彎折。

接下來研究人員將壓縮木頭浸入水中約3分fen鍾zhong。經jing曆li這zhe一yi過guo程cheng後hou，壓ya縮suo木mu頭tou中zhong的de纖xian維wei結jie構gou依yi然ran是shi坍tan縮suo的de

，但dan維wei管guan結jie構gou重zhong新xin打da開kai，讓rang木mu頭tou在zai微wei觀guan上shang有you了le空kong隙xi，有you了le形xing變bian空kong間jian
，研yan究jiu人ren員yuan得de到dao了le可ke以yi塑su形xing的de木mu頭tou。這zhe種zhong木mu頭tou可ke以yi多duo次ci對dui折zhe而er不bu斷duan裂lie，這zhe意yi味wei著zhe它ta可ke以yi像xiang紙zhi一yi樣yang折zhe疊die成cheng複fu雜za的de形xing狀zhuang。而er折zhe疊die成cheng想xiang要yao的de形xing狀zhuang後hou，隻zhi要yao在zai室shi溫wen下xia晾liang幹gan，可ke塑su木mu頭tou的de形xing狀zhuang就jiu固gu定ding下xia來lai了le。

晾幹後的木頭比天然木頭擁有更高的機械強度。據研究人員測量
，這種可塑木頭沿木纖維方向的抗拉強度約為300兆帕
，抗壓強度約為60兆帕
，分別是天然木材的6倍和2倍。而且由於密度較低，在機械強度相同的情況下，用可塑木頭做的結構要比鋁合金做的輕得多。

解決木頭塑性問題的同時
，研究人員也很好奇，最終成型的木材可以擁有多麼高的硬度？在稍早一些發表在《物質》雜誌的一項研究中，來自相同科研單位的研究人員探索了木頭的硬度極限。

研究人員依然先對天然木材進行脫木質素處理，得到以纖維素為主的樣品。之後用熱壓機在室溫和20兆帕的壓力下壓縮樣品，再加熱到105℃烘幹。最後將樣品浸入食品級油中48小時，使木材表麵獲得防水性。經過這種處理後，研究人員得到了硬化木頭的樣品。

yanjiurenyuanyongyinghuamutouyangpinzuoleliangbamudao
，yibamuxianweizouxiangyudaorenpingxing，lingyibamuxianweizouxiangyudaorenchuizhi。saomiaodianzixianweijingchengxiangxianshi，liangzhongmudaodoubiputonggangzhicandaofenglideduo。jingyanjiurenyuanyanshi，zhezhongyinghuamudaokeyiqingyiqiekaibanshudeniupai。

研究人員還用硬化木頭製作了木釘。經拋光處理的硬化木釘可以將三塊木板釘在一起，鋒利程度可與商用鋼釘匹敵且不易生鏽。