利用木質(zhì)單元和膠黏劑開發(fā)高性能、多功能木質(zhì)復(fù)合材料用于替代金屬、高分子材料等,是實現(xiàn)木材工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展、助力“雙碳”戰(zhàn)略的重要途徑。材料學(xué)院生物質(zhì)膠黏劑科研團(tuán)隊受人類纖維狀神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)高效信號傳輸?shù)膯l(fā),利用天然木纖維特殊結(jié)構(gòu)和表面特性,通過靜電自組裝-壓力誘導(dǎo)空間限域組裝兩步法與石墨烯納米片復(fù)合,構(gòu)建三維纖維狀石墨烯導(dǎo)熱“軌道”,同時實現(xiàn)石墨烯“面對面”接觸,制備出具有金屬級熱導(dǎo)率的多功能木質(zhì)復(fù)合材料。該復(fù)合材料熱導(dǎo)率達(dá)到破紀(jì)錄的134 W/(m·K)(優(yōu)于鋼材),同時還具有優(yōu)異的機械強度(~ 51 MPa)、阻燃性(LOI ~ 65)、電磁屏蔽(0.7 mm, EMI SE ~ 90 dB)和焦耳加熱性能。該研究為功能性木質(zhì)復(fù)合材料設(shè)計與規(guī)模化制備及其在熱管理材料領(lǐng)域高附加值利用提供了新思路與新方法。

該研究成果以“Nerve-fiber-inspired construction of 3D graphene ‘tracks’ supported by wood fibers for multifunctional biocomposite with metal-level thermal conductivity”為題在《Advanced Functional Materials》(IF:19.924)上發(fā)表,實現(xiàn)了材料學(xué)院木材科學(xué)與技術(shù)研究領(lǐng)域新突破。材料學(xué)院木材膠黏劑團(tuán)隊碩士研究生張錫林為第一作者,李京超講師、高強教授等為通訊作者,北京林業(yè)大學(xué)為第一完成單位。本研究得到了國家自然科學(xué)基金青年基金(52103072)、北京市自然科學(xué)基金面上項目(2222068)、中國博士后基金面上項目(2020M680405)、北京林業(yè)大學(xué)新進(jìn)教師科研啟動基金項目(BLX202021)的資助。
論文鏈接:10.1002/adfm.202213274