科学家在木材中加入金属氧化物成分 可防水和防霉

虽然木材具有许多理想的建筑材料品质,但通常必须使用对生态不利的化学物质对其进行压力处理,以防止其腐烂。考虑到这个问题,美国科学家正在研究一种更环保的替代品-使木材具有金属氧化物的成分。

由副教授Mark Losego领导的佐治亚理工学院团队正在利用一种称为原子层沉积的现有技术。尽管通常用于制造电子产品,但在这种情况下,该技术被用于在木材的整个蜂窝结构中沉积金属氧化物的超薄保护涂层。

该过程包括将木材放入低压气密室中,然后引入金属氧化物气体。气体分子继续渗透到木材中,利用相互连接的孔作为内部路径,它们在木材中传播。当这些分子这样做时,它们与木材反应,在其内部结构上形成金属氧化物涂层。

尽管该涂层只有几个原子厚,但即使木材被淹没,它也能有效防止木材吸收水分。结果,可能还由于该处理的其他效果,木材对随时间的霉菌生长具有更大的抵抗力。此外,经过处理的木材比普通木材的导热性也更差,从而使建筑物更好地隔热以防止热量散失。

在实验室测试中,研究人员向长度为1英寸的松木注入了三种类型的金属氧化物:氧化钛、氧化铝和氧化锌。研究发现,氧化钛最有效地防止木材吸收水分-未经处理的木材吸收的水分是其三倍。

除了木材的多功能性和可再生性以外,木材作为建材的另一个卖点之一是,木材一旦被丢弃,就会生物降解。关于金属氧化物处理将如何在这方面影响木材,仍然需要进行更多的研究,尽管Losego认为这可能不是问题。他表示:“实际上,我们现在正在积极研究这类材料的生物降解。’涂层’名义上只是一个原子或几个原子厚,因此可以预期的是它不会对生物降解产生太大的影响,但是,我不能百分百地确定这一点。”

研究团队最近在《 Langmuir 》杂志上发表了关于该研究的论文。

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