木材是建筑、裝修和家居常用的材料，如何讓木材具有耐水防腐蝕、趨磁吸收輻射等更優(yōu)異的性能，從而滿足人們對(duì)住房更高的要求？

在浙江省自然科學(xué)基金的資助下，浙江農(nóng)林大學(xué)副研究員孫慶豐承擔(dān)的自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“木材趨磁性的仿生形成機(jī)制研究”不久前通過了結(jié)題驗(yàn)收，并且該研究成果已經(jīng)吸引了省內(nèi)外一些企業(yè)合作開發(fā)系列新型木材產(chǎn)品，即將推向市場(chǎng)。

近日，記者走訪了浙江農(nóng)林大學(xué)，據(jù)孫慶豐介紹，蓮葉為何能夠滴水不染？候鳥為何能夠“千里遷徙”？海龜為何能夠“萬里洄游”？那是因?yàn)樽匀唤绲纳矬w經(jīng)過數(shù)十億年的物競(jìng)天擇、優(yōu)勝劣汰，其結(jié)構(gòu)與功能已趨至完美，實(shí)現(xiàn)了宏觀性能和微觀結(jié)構(gòu)的有機(jī)統(tǒng)一。從大自然給予的啟發(fā)，向自然界學(xué)習(xí)，模仿自然界生物體功能中的某一方面，構(gòu)筑相似甚至超越自然生物體功能的新型仿生材料，研究和構(gòu)筑高性能的仿生智能材料是人類發(fā)展進(jìn)程中的一個(gè)永恒課題。

當(dāng)今社會(huì)大廈林立，汽車川流如梭，電線電纜縱橫交錯(cuò)，空間中的鋼筋混凝土或鐵金屬材料和器具會(huì)將地球磁力變?nèi)趸蚱帘危滓鹕矬w各種生物機(jī)能的紊亂或使生物體出現(xiàn)異常行為。木材對(duì)于人體不足的磁氣具有自然補(bǔ)充的機(jī)能，可以促進(jìn)自律神經(jīng)活動(dòng)，適宜的磁氣對(duì)減少高血壓、風(fēng)濕癥、腎病等多種疾病的發(fā)生有重要影響。因此，木結(jié)構(gòu)住宅和室內(nèi)木材設(shè)置較多的微環(huán)境空間有利于人居健康。

如何提高木材的綜合利用率，改善木材的原有性能，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍等方面的研究越來越受到重視。隨著納米科學(xué)與技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域取得令人矚目的成績(jī)，將木材科學(xué)與納米科學(xué)與技術(shù)相交叉融合，以制備高附加值多功能型無機(jī)納米木材復(fù)合新型材料，是木材科學(xué)領(lǐng)域日益受到重視的高新技術(shù)之一。將無機(jī)納米材料的優(yōu)點(diǎn)與木材進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，改善和提高木材原有性能并賦予其新的特殊性能，使制備的材料同時(shí)具有木材特性和納米材料特性的雙重功能，將是解決當(dāng)前木材短缺的重要方法之一。

孫慶豐認(rèn)為，木材表面無機(jī)納米修飾具有特殊意義，一方面它可有效地改善和提高材料和產(chǎn)品的性能（防腐、阻燃、尺寸穩(wěn)定、耐磨、裝飾性能），確保產(chǎn)品使用的可靠性和安全性，延長(zhǎng)使用壽命，節(jié)約資源和能源，減少環(huán)境污染；另一方面還可賦予木材特殊的物理和化學(xué)性能（趨磁性、疏水、抗菌、自清潔、自降解有機(jī)物等特性），從而制備新型高附加值的功能性木材，以開闊其使用領(lǐng)域，拓展其應(yīng)用范圍。

孫慶豐和他的研究團(tuán)隊(duì)受候鳥“千里遷徙”和海龜“萬里洄游”特征功能的啟發(fā)，通過在木材表面仿生合成磁性納米材料，從而賦予木材趨磁性功能，使木材具有了微波吸收和電磁屏蔽功能。研究采用了水熱晶化法、溶膠-凝膠法、仿生礦化法等在木材表面原位仿生生長(zhǎng)了γ-Fe₂O₃、CoFe₂O₄、MnFe₂O₄，NiFe₂O₄ 等磁性納米材料，制備了磁性相變儲(chǔ)能木材，構(gòu)建了木材/磁性納米界面，研究了木材/磁性納米材料異質(zhì)界面結(jié)合方式和形成機(jī)理，闡明了木材趨磁性的仿生形成機(jī)制。同時(shí)，采用軟印刷技術(shù)在木材表面仿生芋頭葉的自然遺態(tài)結(jié)構(gòu)構(gòu)筑了趨磁性超疏水木材。該研究已發(fā)表 SCI 論文 10 篇，其中 TOP 期刊論文 5 篇，中文核心論文 2 篇，會(huì)議論文 1 篇；申請(qǐng)發(fā)明專利 2 項(xiàng)，其中 1 項(xiàng)已授權(quán)；出版專著 1 部；獲省部級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng) 1項(xiàng)，市廳級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng) 1 項(xiàng)；獲十三五重點(diǎn)研發(fā)任務(wù) 1 項(xiàng)；培養(yǎng)研究生 1名。在項(xiàng)目執(zhí)行期間，孫慶豐獲批2017年度教育部青年長(zhǎng)江學(xué)者，浙江省“萬人計(jì)劃”青年拔尖人才、浙江省“錢江學(xué)者”特聘教授、省高等學(xué)校中青年學(xué)科帶頭人及浙江農(nóng)林大學(xué)首批青年英才杰出青年等。

 記者 金樂平 通訊員 周麗敏 張慧玲