开发可持续的轻质结构材料是减少交通和建筑碳排放的一项有前景的战略。然而，用可持续生物质材料生产高性能大块结构材料，同时保持优异的机械强度仍然是一个重大挑战，尤其是在进一步扩大规模方面。

近期，东北林业大学甘文涛教授&西安交通大学宋建伟教授团队联合报道了一种可扩展且稳健的自下而上策略，通过适度脱木质素和原位LiCl/DMAc处理，然后热压，由工程木颗粒制备具有典型“砖和砂浆”结构的大块木板（W板）。通过有序层压结构和多尺度纤维素微/纳米纤维交联相互作用，由脱木质素木颗粒和再生纤维素纳米纤维构建的W-plate可实现机械强化和增韧的融合，从而获得高抗弯强度（225.17±12.18MPa）和高断裂韧性（4.01±0.53MPa m0.5），同时保持低密度（1.34g cm^-3），优于典型的金属和陶瓷。此外，与石油基聚合物相比，W板表现出有利的热性能，包括较低的热膨胀系数（<19×10-6 K^-1）和较高的储能模量（>7.5GPa）。再加上丰富的可再生原料、全纤维素成分以及可扩展和可循环的制备工艺，W板可作为一种高性能、经济高效和环保的工程应用替代品。

图1.W板的制作和结构。

图2.不同样品的形态和结构特征。

图3.W板的力学性能和力学行为。

图4.通过单边缺口弯曲（SENB）有限元模拟（FE）揭示了W板的强化和增韧机制。

图5.W板与广泛使用的石化基塑料的热性能比较。

图6.W板的可扩展制造和多形状开发。

该工作以“Multiscale Engineered Waste Wood Particles toward a Sustainable, Scalable, and High-Performance Structural Material”为题发表在《Advanced Functional Materials》（DOI:10.1002/adfm.202308361）上。

论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202308361