在木材中添加金属氧化物可以防水和防霉

2020-02-14 17:11:48

尽管木材有许多理想的建筑材料质量,但通常有必要在压力下使用对生态不利的化学物质来处理,以防止木材腐烂。有鉴于此,美国科学家正在研究一种比制造木材金属氧化物更环保的方法。

佐治亚理工学院(GeorgiaInstituteofTechnology)的团队由副教授马克洛塞戈(Marklosego)领导,正在利用一种名为原子层沉积的现有技术。尽管这种技术通常用于电子产品的制造,但在这种情况下,该技术被用于在整个木材的细胞结构中沉积金属氧化物超薄保护涂层。

这个过程包括将木材放入一个低压密闭室,然后引入金属氧化物气体。气体分子继续渗透到木材中,使用连接的孔作为内部通道,然后在木材中传播。当这些分子与木材反应时,它们在内部结构上形成金属氧化物涂层。

虽然涂层只有几个原子厚,即使被水淹了,它也能有效地防止木材吸收水分。因此,由于处理的其他影响,木材也可以更好地抵抗霉菌的生长。此外,经过处理的木材的导热系数比普通木材差,从而使建筑物更好地隔热以防止热量流失。

在实验室测试中,研究人员向1英寸长的松树中注入了三种金属氧化物:氧化钛、氧化铝和氧化锌。研究发现,氧化钛是防止木材吸水的最有效方法--未经处理的木材吸收的水分是未经处理的木材的三倍。

除了木材的多功能性和可重复性外,木材作为建筑材料的另一个卖点是一旦被丢弃,木材就会被生物降解。需要对金属氧化物处理在这方面如何影响木材进行更多的研究,尽管洛斯戈认为这可能不是一个问题。事实上,我们现在正在积极研究这些材料的生物降解,他说。表面上涂层只有一个原子或几个原子厚,所以可以预料它不会对生物降解产生太大的影响,但我不能百分之百地肯定这一点。。

研究小组最近在Langmuir杂志上发表了一篇关于这项研究的论文。

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