中國林科院木工所聯(lián)合英國諾森比亞大學、加拿大阿爾伯塔大學以及林化所等研究團隊成功研發(fā)出一種超硬木質(zhì)復合材料（WBC），其硬度與鎂合金AZ61相當，可以抵擋子彈沖擊，為可持續(xù)高性能材料開辟了新方向。

樹木從幼苗到參天大樹的過程中，酚類聚合物木質(zhì)素憑借其交聯(lián)特性，以殼狀結(jié)構包裹纖維束使細胞壁逐漸硬化，*終支撐起整棵樹的重量。研究團隊巧妙模擬了這一機制：將低分子量酚醛樹脂（PF）注入超薄木單板（0.2毫米）的細胞壁，增強殼狀結(jié)構的含量和密度。通過PF交聯(lián)固化顯著提升細胞壁硬度。同時利用低分子量PF增塑的作用，進一步壓縮密實化木材，強化纖維素骨架內(nèi)的相互作用，*終形成超硬木質(zhì)復合材料。這種細胞壁級強化技術突破了傳統(tǒng)木材增強方法的局限——既避免了堿處理脫木質(zhì)素的環(huán)境污染，又解決了傳統(tǒng)層壓材料易受濕度影響尺寸穩(wěn)定性的難題。

實驗數(shù)據(jù)顯示，超硬木質(zhì)復合材料的詹氏硬度是普通楊木的19.5倍，甚至超過蛇紋木等名貴硬木；布氏硬度達40.7HB，優(yōu)于不銹鋼和鋁合金；具有優(yōu)異的靜、動態(tài)抗穿刺性能，可抵擋箭矢和子彈等高速沖擊，背板無穿透損傷。

超硬木質(zhì)復合材料的熱釋放率比普通木材降低52.5%、煙霧生成減少59%，火災中可形成致密碳層阻隔氧氣；導熱系數(shù)僅0.12W/m·K，優(yōu)于多數(shù)商用保溫材料；耐腐等級達到Ⅱ級，白蟻存活率降低71.5%，使用壽命大幅延長。生命周期評估顯示，其全球變暖潛力、酸化、臭氧消耗、對呼吸系統(tǒng)及人類健康影響均低于鋼材、混凝土結(jié)構材料，且甲醛釋放量檢測值與實木相當。

超硬木質(zhì)復合材料的潛在應用包括：抗震、防爆等建筑結(jié)構，可移動輕量化防彈墻、防洪堤等設施，公路護欄、減震帶、船舶板等耐沖擊部件。

該研究成果論文發(fā)表于AdvancedMaterials。木工所副研究員黃宇翔和英國諾森比亞大學KaixinJiang為共同*作者，木工所研究員余養(yǎng)倫、林化所研究員張代暉、加拿大阿爾伯塔大學教授XuehuaZhang和英國諾森比亞大學教授BenBinXu為共同通訊作者。

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