使木材成为捕捉的新复合材料制造工艺

最近， 以材料科学闻名的美国莱斯大学（Rice University），研发出一种工艺，可将捕捉的二氧化碳压入木材当中，使木材变得更加坚固耐用且环保（其它的环保木材工艺还有防腐木材工艺、胶合板工艺）。

“普通的木材是一种可持续、可再生结构材料，而我们的工程木材则比那些普通未经处理的木材拥有更高的强度。”莱斯大学材料科学助理教授穆罕默德·拉赫曼（Muhammad Rahman）说，“金属或水泥等结构材料的制造是工业碳排放的主要来源，就使用的物质和加工副产品而言，我们的工艺更简单且更环保。”

工艺原理是：增加木材中的毛细孔率，使木材成为多孔结晶的新复合材料，不仅能吸收空气中的二氧化碳，还能增强机械性能变得更坚固。

1，）木材主要由纤维素、半纤维素和木质素这三种成分构成。为了增加木材中的毛细孔率，将木材放入氢氧化钠（NaOH）和亚硫酸钠组成溶液中，去除木材中的木质素使其变成无色。

图 天然木材（左）和脱木质素的木材

2，）随后使用漂白剂或双氧水去除半纤维素，最终留下木头中的原始纤维素，让木头变成亮白色，且体积缩小至原本的50%。

3，）接下来，将处理过的木材泡在CALF-20类型的金属有机骨架（MOF）溶液当中，并放到80°C的环境下进行真空干燥过夜，以实现CALF-20结晶微粒存留在木头孔隙当中，变成Wd-CALF-20复合材料。

4，）最后，木头的体积会缩小，并从亮白色变成乳白色状态，能够开始捕捉空气中的二氧化碳。

该项研究成果2023年2月发表在ScienceDirect网站的《细胞报告物理科学》期刊（Cell Reports Physical Science）上。目前该项实验获得美国空军研究实验室的支持。