科学家找到可用来加强竹子的独特成分

导读：英属哥伦比亚大学奥肯那根校区(UBCO)的研究人员调整了一种技术--最初是为了防腐处理人类遗体而设计的--以加强生物复合材料的特性并使其更加坚固。

英属哥伦比亚大学奥肯那根校区(UBCO)的研究人员调整了一种技术--最初是为了防腐处理人类遗体而设计的--以加强生物复合材料的特性并使其更加坚固。UBCO机械工程教授Abbas Milani博士表示，随着新材料和绿色复合材料的创新，人们很容易忽视竹子和其他天然纤维等材料。

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这些纤维现被应用于许多领域如服装、汽车工业、包装和建筑。

据悉，他的研究小组现在已经找到了一种不仅可以加强这些纤维而且可以减少它们随着时间的推移而退化的趋势并使它们更加环保的方法。

材料和制造研究所的创始主任Milani博士说道：“竹子的强度几乎跟低碳钢相同，同时表现出更多的灵活性。竹子重量轻、成本低、供应量大，是一种很有潜力的材料，但直到现在还存在一个很大的缺点。”

竹子是世界上收获和使用最多的天然纤维之一，每年产量超过3000万吨。然而它的天然纤维可以吸收水分并随着时间的推移因吸湿和风化而退化和减弱。

研究小组使用一种称为塑化的工艺使竹子脱水，然后将其跟其他纤维和材料一起作为加固材料。之后，他们将其固化为一种新的高性能混合生物复合材料。

塑化法最早由Gunther von Hagens在1977年开发，它已被广泛用于长期保存动物、人类和真菌的遗骸，现在已经找到了它在先进材料方面的应用。新研究的报告合著者、UBCO最近的毕业生Daanvir Dhir表示，塑化确保了复合材料在短期和长期使用中的耐久性。

“塑化-竹子复合材料跟玻璃和聚合物纤维混合以创造出一种比同类复合材料更轻但更耐用的材料。这项工作是独特的，因为没有更早的研究调查这种塑化天然纤维在合成纤维增强聚合物复合材料中的使用，”Dhir说道。

另外，他还指出，这种新型耐用的混合竹子/编织玻璃纤维/聚丙烯复合材料经塑化技术处理后具有广阔的前景。

在工业合作伙伴NetZero Enterprises Inc.的支持下，研究表明，只需在竹子中加入少量的塑化材料就能提高复合材料的冲击吸收能力--而不会失去其弹性特性。另外，这还降低了材料的降解率。

Dhir称，由于目前塑化技术非常耗时，因此需要在优化这一过程方面做更多工作。但他指出，发现合适的塑化天然纤维成分的好处将使许多行业的不可降解废物大大减少、对环境的影响也会降低。

为了优化和调查其他天然纤维如亚麻和大麻的塑化效果，研究人员已经展开进一步的研究。另外，研究人员还建议应在不同的应用下对材料进行生命周期分析并跟未塑化的样品进行比较。这将为环境足迹和机械耐久性影响之间的相应权衡提供更好的画面。

Milani博士补充道：“生物复合材料继续在循环经济模式下找到新的应用。用于开发这些复合材料的方法的创新将确保在未来很长时间内的利益。”