??鋼材、樹脂、碳纖維……這些人造合成材料越來越多地出現(xiàn)在日常生活中。這既是科技進(jìn)步的結(jié)果，也是人類不斷追求美好生活使然。

不過，有一種材料一直無法被完全取代，那就是木材。

近日，中科院寧波材料所朱錦研究員帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)傳來好消息，該團(tuán)隊(duì)采用稻草秸稈等植物纖維制備出了“仿木”復(fù)合材料，這種材料不但在物理性能上接近天然木材，還不易翹曲、變形，阻燃性好，更為關(guān)鍵的是，其原料多來自農(nóng)林廢棄物，成本很低。

秸稈到底是怎樣變成“木頭”的？記者前往一探究竟。

還在用人造板材？“仿木”的思路與此不同

“隨著時(shí)代的發(fā)展，人類對(duì)木材的需求量越來越大，森林生長(zhǎng)的速度早已滿足不了社會(huì)發(fā)展的需求。2017年，中國(guó)人造板材產(chǎn)量超過3億立方米，其中60%的原材料依賴進(jìn)口。”朱錦告訴浙江新聞客戶端記者。

人造板材，就是以速生林如楊樹、桉樹等生長(zhǎng)周期短的樹木為原材料，通過旋切成木皮或用碎木做成木纖維，再利用膠黏劑粘接成的板材。

不管天然木材還是人造板材，源頭都是“種樹”，可種樹是有周期的，也是需要占用土地的。人類需求這么大，光靠種樹來得及？

多年從事生物基高分子材料研究的朱錦，把目光投向了纖維復(fù)合材料?！盀槭裁茨静牡牧W(xué)性能這么優(yōu)秀，其實(shí)是由它的纖維化微結(jié)構(gòu)決定的。能否由此出發(fā)，研制出真正可以替代木材的新型仿木復(fù)合材料？”

近兩年，朱錦團(tuán)隊(duì)以常見的塑料、橡膠等高分子材料為基體，對(duì)稻草、蘆葦、棕櫚纖維、竹纖維等進(jìn)行包裹加工，研制出了綜合基體與微纖維兩方面優(yōu)勢(shì)的植物纖維高分子復(fù)合材料。

“古人利用稻草或麥秸增強(qiáng)粘土來制造房屋，就是一種纖維復(fù)合材料的利用。從某種意義上說，我們是借鑒了這一思路。”朱錦說。

在朱錦研究員的實(shí)驗(yàn)室里，記者見到了一塊塊顏色各異的仿木復(fù)合材料，粗看與木板無異。仔細(xì)端詳切面，細(xì)密草本纖維清晰可辨，拿在手里沉甸甸的。

“高含量植物纖維，保證了復(fù)合材料的高強(qiáng)度，而不規(guī)則分布的植物纖維，又保證了材料在任何方向都有均勻的力學(xué)性能，這使仿木可鋸、可鉚、可釘、可刨，加工十分靈活?！敝戾\介紹，相比天然木料或木纖維，秸稈等草本纖維不但成本低，而且儲(chǔ)量極其巨大。

“全中國(guó)各類秸稈可收集量超過9億噸，其中只有10%得到了有效利用。這不僅意味著仿木復(fù)合材料的生產(chǎn)成本很低，而且可以真正實(shí)現(xiàn)農(nóng)林廢棄物變廢為寶?！?/span>

已實(shí)現(xiàn)初步量產(chǎn)，未來要推向全國(guó)市場(chǎng)

思路有了，怎么做是關(guān)鍵。朱錦告訴記者，如何集中收集，如何高效破碎，如何與樹脂基體均勻混合，是植物纖維制備與加工領(lǐng)域的三個(gè)挑戰(zhàn)。

“在與塑料樹脂均勻混合的問題上，常用雙螺桿加工設(shè)備在定量下料等問題上存在諸多障礙。因此，首先需要小型化的裝備，可以在一定地域范圍多點(diǎn)生產(chǎn)。其次，要有高效的纖維破碎方法，讓秸稈或麻類等微觀纖維通過破碎過程從主干中分離出來。最后，設(shè)備需要有非常強(qiáng)的攪拌扭矩，才能讓高含量的植物纖維與塑料樹脂進(jìn)行充分共混?！敝戾\介紹。

去年，朱錦團(tuán)隊(duì)與山東一家企業(yè)合作開發(fā)了高速共混設(shè)備，終于在一個(gè)工藝步驟內(nèi)解決了以上問題。“該設(shè)備可以成功制備出植物纖維填充量高達(dá)80%的熱塑性復(fù)合材料，而且微植物纖維殘留長(zhǎng)度可保持在2-8 mm，類似于鋼筋混凝土中的‘鋼筋’一樣，大大提升復(fù)合材料力學(xué)性能?！?/span>

與此同時(shí)，朱錦團(tuán)隊(duì)還通過一系列加工配方的優(yōu)化，顯著提高了復(fù)合材料的力學(xué)柔韌性和加工流動(dòng)性，并通過植物纖維與樹脂基體分步阻燃化方案的利用，使最終獲得的復(fù)合材料具有優(yōu)異的阻燃性能。

“我們已經(jīng)貫通了植物纖維高分子復(fù)合材料的整體工藝路線，具備了一定規(guī)模的生產(chǎn)與制備能力，并已開始在戶外設(shè)施等領(lǐng)域得到初步應(yīng)用。接下來，還要在工藝和生產(chǎn)裝備上不斷改進(jìn)，爭(zhēng)取盡快把仿木推向全國(guó)市場(chǎng)。”朱錦憧憬地說。