【文章概述】
硬质材料由于其独特的性质在很多领域有广泛的应用，如切割和抛光工具、连接和固定材料以及耐磨涂层等。而这些常用的硬质材料一般是不可再生且价格昂贵。有许多硬质材料的合成需要昂贵的仪器或者是极端条件（超高压和高温），在浪费能源的同时，也会排放大量的废气给环境带来严重危害。因此，亟须寻找一种操作简单，低成本并且可持续生产硬质材料的替代品。而纤维素是木材的主要组成部分（40-45 wt％），在地球上含量最丰富，具有卓越的内在机械性能。如果可以好好开发纤维素材料，未来有望解决开发潜在低成本、可持续硬质材料的挑战，但迄今为止这仍然是一个挑战。
【成果简介】
马里兰大学李腾教授课题组开发路一种简单有效的将天然木材加工成硬化木材(HW) 的方法。HW的硬度比天然木材增加了23倍。研究人员将HW加工为餐刀，结果显示其锋利度是常见商用餐刀的3倍，此外，HW钉也可以达到与钢钉同等的性能，并且可以轻松地打穿天然木板并将它们固定在一起。HW展现出丰富的潜在应用表明HW在未来有望成为传统硬质材料的可再生和低成本替代品。该材料符合奇材馆理念，后续开发值得期待！
【图文导图】
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图1 将大块天然木材直接转化为HW的方法示意图及其潜在应用。
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图2 HW的形态、成分和机械性能。
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图3食品级矿物油对硬质合金表面进行油处理及由此产生的防水性能。
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图4将经过油处理的HW用作可重复使用的锋利餐刀的演示。
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图5HW作为轻质防锈钉替代钢钉的应用示范。
【奇材馆点评】
本论文的研究人员为我们展示了一种基于天然木材的超硬材料的简单制造的有效策略。可以通过优化天然木材的化学处理时间来实现所得材料的最高硬度值，其硬度是其天然木材的23倍。HW餐刀的锋利度可以说是常见商用餐刀的3倍。HW钉也显示出类似尺寸的钢钉相当的性能。有望在未来可以在超市看到木质餐刀的身影，更有网友调侃到这是给安检人员出难题，以后拿个木头可能都不能上高铁。期待HW以后成为在广泛应用中替代钢和塑料的替代品。
【论文信息】
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Hardened wood as a renewable alternative to steel and plastic |
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Matter：（IF=15.589） |
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Pub Date ：2021.10.20 |
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DOI: 10.1016/j.matt.2021.09.020 |
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Bo Chen, Ulrich H. Leiste, William L. Fourney, Yu Liu, Qiongyu Chen, Teng Li |
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