
环保新突破:科研团队成功将木材与塑料无螺钉或胶水结合
最近,欧洲的一支材料科学团队成功开发了两种新技术,能够在不使用螺钉或胶水的情况下,将木材与塑料牢固结合。这一突破性的研究不仅提升了木材在建筑、汽车甚至航空航天等领域的应用潜力,还为减少不可回收材料的使用带来了希望。
木材一直以来都是一种优质的建筑材料,它轻便、坚固且对环境友好。然而,将木材与其他材料如金属或塑料连接却始终是个难题,往往需要使用胶水或机械紧固件。胶水随着时间推移可能会失效,而螺钉则可能影响木材的结构稳定性。因此,奥地利格拉茨工业大学(TU Graz)的研究团队希望通过他们的新技术,使木材在制造业中更加多样化,从而替代那些耗能高且不可回收的材料。

环保新突破:科研团队成功将木材与塑料无螺钉或胶水结合
木材与塑料的无缝结合:3D打印与超声波技术研究人员使用了来自山毛榉和橡树的木材,并测试了两种塑料材料:碳纤维增强尼龙和聚苯硫醚。他们首先开发了一种3D打印技术,可以直接在木材上添加塑料复合材料。打印材料流入木材的孔隙中,发生类似于胶水与木材反应的化学反应。通过施加压力直到接合点断裂,研究团队发现,塑料已经深入木材孔隙,而木纤维也嵌入了塑料中,这表明接合点的断裂发生在木材或塑料的一侧,而不是接合点本身。
这项技术的一个关键目标是保持工艺的简便性,因此,木材表面未经过任何处理。研究团队指出,通过激光或蚀刻来增加木材表面的孔隙数量,可以进一步增强接合的强度。
另一种方法依赖于超声波振动。通过一种叫做声导器的设备产生振动,当它与塑料复合材料接触时,摩擦会产生热量,瞬间融化塑料。熔化的塑料进入木材的孔隙,形成强大的结合力。这种连接非常稳定,但更适用于长形的2D物体,而3D打印方法则适合更复杂的表面。
环保新技术的未来应用除了木材与塑料的结合,研究人员还测试了316L不锈钢和钛合金(TI-64)等金属材料,尽管尚未透露具体使用了哪种技术。值得注意的是,这一过程已获得专利,并且研究团队希望这项技术能够很快在制造业中得到应用。
这项无螺钉或胶水的木材与塑料结合技术,标志着材料科学领域的一次重大突破。通过减少对不可回收材料的依赖,它为更环保的制造工艺铺平了道路,并有望在未来为多个行业带来深远影响。