近期，材料科學初創(chuàng)公司 InventWood 開發(fā)了一種名為“Superwood（超級木材）”的新型特殊材料，它將重新定義木材在建筑、制造等領域的可能性。
InventWood 是馬里蘭大學的衍生公司，其基礎研究由胡良兵博士進行，該公司開發(fā)出一種產品，據稱其強度高于鋼，但重量卻輕得多。
這種創(chuàng)新的工程木材預示著未來木材的自然魅力將與前所未有的強度和耐用性相結合。
InventWood 近期完成 1500 萬美元 A 輪融資，使其總資本超過 5000 萬美元。此項投資將有助于其位于馬里蘭州弗雷德里克的首家制造工廠于 2025 年第三季度開始商業(yè)發(fā)貨。
該公司的專利工藝源自馬里蘭大學胡博士的開創(chuàng)性工作，可以在分子水平上改變普通木材。
據報道，這種材料的強度比原始木材高出 12 倍，韌性高出 10 倍，強度重量比幾乎是鋼的 10 倍。
至關重要的是，超級木材保留了木材備受喜愛的天然品質——溫暖、紋理、易加工性和美觀性，同時經過精心設計，能夠抵御極端天氣、高濕度、火災（A級防火等級）、腐爛和蟲害。這使得它成為一種極具吸引力且可持續(xù)的傳統材料替代品。
超級木材的科學與先進木材材料的興起
超級木材代表了工程木材技術的重大飛躍。它的制造通常涉及許多先進木材材料研究項目中常見的復雜兩步方法：
化學處理/脫木質素：普通木材需要經過化學處理，通常使用氫氧化鈉和亞硫酸鈉等藥劑，以部分去除或改變木質素（賦予木材硬度的天然聚合物），有時還會去除半纖維素。這一步驟至關重要，因為它使木材更加柔韌，并使剩余的纖維素纖維在隨后的致密化階段更有效地粘合。致密化/壓縮：經過化學處理后，木材通常會在高溫和高壓下進行機械壓縮。這會破壞木材的天然孔隙和細胞結構，從而顯著提高其密度，從而提高其機械強度和韌性。這種分子水平的轉變和極端致密化的方法將超級木材和類似的先進材料與膠合板、定向刨花板 (OSB)、膠合層壓木材 (Glulam) 和交叉層壓木材 (CLT) 等傳統工程木制品區(qū)分開來。
雖然這些傳統產品增強了木材的建筑性能，但它們通常無法達到這些新產品所追求的“比鋼更堅固”的特性。
開發(fā)這種高強度致密木材是全球范圍內一個活躍且不斷發(fā)展的研究領域。InventWood 在其獨特的“超級木材”技術商業(yè)化方面處于領先地位，而其他機構和公司也在取得重大進展：
大學研究：除了馬里蘭大學，其他學術機構也在探索新方法。例如，南京大學的研究人員開發(fā)了涉及化學處理的技術，使木材“自致密化”，無需極端熱壓即可獲得令人印象深刻的強度。同樣，佛羅里達大西洋大學也在探索將納米級礦物質注入木材，以增強細胞壁的強度。其他公司：更廣泛的行業(yè)也正在見證創(chuàng)新。像瑞士木材解決方案公司（Swiss Wood Solutions，瑞士）這樣的公司以開發(fā)改性木產品而聞名，有時其產品還用于樂器等小眾應用。芬蘭的Avant Wood公司專注于熱機械木材改性技術，以增強木材性能，旨在為瀕危物種提供可持續(xù)的替代品。這些共同的努力凸顯了全球趨勢，即最大限度地釋放木材作為 21 世紀高性能、可持續(xù)材料的潛力。
廣泛應用于各個領域
超級木材和類似的先進木質材料的影響是深遠的，有可能顛覆許多行業(yè)。
建筑
建筑行業(yè)將成為主要受益者。雖然傳統的木結構建筑很常見，尤其是在美國住宅中，但超級木材的卓越強度為其在目前以鋼材為主的應用領域打開了大門。
由于鋼材強度高，通常用于工字鋼和H型鋼等結構型材、建筑框架以及大型工業(yè)建筑和橋梁。
超級木材可以為這些結構部件、外墻以及要求高強度和耐氣候性的商用和住宅項目提供更輕、更可持續(xù)的替代品。
它的使用可以帶來全新的建筑方法，特別是當建筑商尋求經濟和氣候適應性解決方案并減少環(huán)境影響時。
制造業(yè)
在制造業(yè)中，超級木材的增強性能有望徹底改變家具制造業(yè)，不僅擁有無與倫比的耐用性，更保留了木材的天然魅力。除了家具之外，它在汽車制造領域的應用也尤為令人期待。
“超級木材”的概念已被用于制造地板、座椅和車頂等輕量化車輛部件，旨在取代鋼材等較重的材料。這與汽車行業(yè)對“輕量化”的追求完美契合。
汽車工業(yè)和輕量化
“輕量化”是指減輕車輛總重量，以提高燃油效率和性能。雖然輕量化鋼材和碳纖維等材料一直是人們關注的焦點，但超級木材提供了一個引人注目的新選擇。
由于其重量遠輕于鋼材，采用這種材料可以降低車輛的油耗和制造成本。馬里蘭大學的一項研究探索了“超級木材”如何將車身重量減輕高達50%，并顯著降低制造能耗。
航空航天領域
航空航天業(yè)不斷尋求高強度重量比的材料，超級木材也能在其中找到重要的用途。從歷史上看，云杉和白蠟木等木材是早期飛機制造不可或缺的材料。
盡管木材已被金屬和復合材料大量取代，但對于某些部件，尤其是特技飛機來說，木材仍然是首選材料，因為與金屬相比，木材具有承受彎曲載荷和抗疲勞的能力。
超級木材卓越的強度和輕便性可能預示著木材在航空航天應用領域的新時代的到來。
環(huán)境影響和林業(yè)
Superwood的崛起也帶來了重要的環(huán)境考量。InventWood 強調以美國本土為中心的供應鏈，從負責任管理的美國森林采購木材，并完全在美國境內加工。
這種方法支持當地就業(yè)，并降低與進口鋼鐵和鋁等材料相關的運輸和供應鏈風險。
公眾認知和可持續(xù)性
木材因其美觀、親近自然和環(huán)保的特性，普遍受到公眾的積極評價。Superwood 正是基于此，解決了人們對傳統木材耐久性和防火性的普遍擔憂。
Superwood 通過改造木材而不是簡單地替換木材，提供了一種性能比鋼材低 90% 的碳排放量且還能充當碳匯的材料。
此外，利用未充分利用的木材甚至廢木材來制造超級木材的能力增強了其可持續(xù)性。
對林業(yè)的影響
Superwood 等先進木制品的出現可能會對林業(yè)產生積極影響。
通過利用低價值木片并推廣使用來自負責任管理的森林（例如 FSC 或 PEFC 認證）的木材，可以潛在地減輕原始森林和熱帶硬木森林的壓力，這些森林經常面臨森林砍伐的風險。
這與全球對可持續(xù)建筑材料日益增長的需求相一致，并支持再生林業(yè)等實踐。
可持續(xù)超級木材
InventWood 聲稱 Superwood“完全由可持續(xù)木材制成”。雖然具體的制造細節(jié)受到嚴格保密，但其核心原理涉及先前描述的化學改性和物理致密化。
它是工程木材嗎？
是的，Superwood 被歸類為工程木產品。與膠合板或中密度纖維板 (MDF) 一樣，它需要對天然木材進行加工，以獲得增強或特定的性能。
然而，超級木材的分子水平轉變代表著超越傳統工程木材的重大進步，其強度和耐用性可與鋼甚至某些鈦合金等材料相媲美或優(yōu)于鋼。
未來是木制的
InventWood 的 Superwood 及其代表的更廣泛的先進木材材料領域不僅僅是一種新產品；它標志著我們采購、制造和建造方式的潛在范式轉變。
通過將大自然自身設計的固有優(yōu)勢和美感與尖端科學相結合，這些材料為眾多行業(yè)提供了更強大、更輕、更可持續(xù)的解決方案。
隨著超級木材商業(yè)化生產的不斷增加，它對創(chuàng)建氣候適應型基礎設施和減少我們對碳密集型材料的依賴的影響可能會產生真正的變革。
免責聲明：本網站內容主要來自原創(chuàng)、合作伙伴供稿和第三方自媒體作者投稿，凡在本網站出現的信息，均僅供參考。本網站將盡力確保所提供信息的準確性及可靠性，但不保證有關資料的準確性及可靠性，讀者在使用前請進一步核實，并對任何自主決定的行為負責。本網站對有關資料所引致的錯誤、不確或遺漏，概不負任何法律責任。任何單位或個人認為本網站中的網頁或鏈接內容可能涉嫌侵犯其知識產權或存在不實內容時，應及時向本網站提出書面權利通知或不實情況說明，并提供身份證明、權屬證明及詳細侵權或不實情況證明。本網站在收到上述法律文件后，將會依法盡快聯系相關文章源頭核實，溝通刪除相關內容或斷開相關鏈接。
