受木材外觀(guān)和細(xì)胞特性的啟發(fā)研究人員創(chuàng)造了3D打印的數(shù)字木材和金屬木材其強(qiáng)度與鈦一樣強(qiáng)具有水密度偉大的解決

幾十萬(wàn)年來(lái)，木材一直被用作建筑材料，用于建筑物，工具和武器。雖然它是一種自然資源，但木材作為原始武器中最早使用的材料經(jīng)歷了許多變化。

像OSB這樣的工程產(chǎn)品擴(kuò)展了所有類(lèi)型建筑中的木材應(yīng)用。交叉層壓木材將木材帶到了新的高度。現(xiàn)在，可以在科學(xué)的視野中看到木材的下一次演變。

來(lái)自哥倫比亞大學(xué)的一組研究人員通過(guò)3D打印創(chuàng)造了“數(shù)字木材”，而來(lái)自賓夕法尼亞大學(xué)和土耳其中東技術(shù)大學(xué)等幾所大學(xué)的另一組研究人員創(chuàng)造了“金屬木材”。

另見(jiàn)：圣所的養(yǎng)蜂場(chǎng)

在哥倫比亞大學(xué)(bit.ly/2WKMFye)的研究人員發(fā)表的一項(xiàng)研究中，他們解釋了多色3D打印通常用于包裹在單一材料核心周?chē)耐獠款伾y理。然而，他們所做的是3D打印，這種物質(zhì)在內(nèi)部和外部都類(lèi)似于真正的木材。

該過(guò)程包括使用CNC銑刀以27微米的間隔對(duì)橄欖木樣品進(jìn)行切片和成像。拍攝總共230張圖像，然后使用隨機(jī)抖動(dòng)算法準(zhǔn)備在具有體素能力的3D打印機(jī)上制造。由機(jī)器印刷的所得樹(shù)脂塊在外觀(guān)和內(nèi)部顏色圖案方面類(lèi)似于原始木塊。

禮貌哥倫比亞大學(xué)。

更重要的是，不僅僅是復(fù)制橄欖木，研究人員表示，該工作流程可用于具有復(fù)雜內(nèi)部圖案的物體的數(shù)字復(fù)制，這些復(fù)雜的內(nèi)部圖案目前無(wú)法制造。

在另一項(xiàng)研究中，研究人員創(chuàng)造了“金屬木材”，它與木材的外觀(guān)并沒(méi)有太大關(guān)系，而是與其密度和細(xì)胞性質(zhì)有關(guān)。就像數(shù)字木材一樣，金屬木材根本不是木材。它實(shí)際上是一種基于電鍍鎳的納米結(jié)構(gòu)多孔材料，具有鈦的強(qiáng)度，水的密度，以及木材等天然材料的多孔細(xì)胞性質(zhì)。這意味著該材料與鈦一樣堅(jiān)固，但輕了四到五倍。

提高強(qiáng)度來(lái)自尺寸依賴(lài)性加強(qiáng)的承重鎳支柱，其直徑小至17納米，其強(qiáng)度高達(dá)8千兆帕斯卡。

制作金屬木材的過(guò)程始于微小的塑料球體，直徑只有幾百納米，懸浮在水中。然后水慢慢蒸發(fā)，這使得球體像炮彈一樣沉降并堆積起來(lái)。然后研究人員使用電鍍技術(shù)用鎳滲透塑料球體。然后用溶劑溶解塑料，留下金屬支柱的開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)，其可以與其他功能性涂層結(jié)合。

與木材類(lèi)似，金屬木材的一些區(qū)域厚而密集，帶有金屬支柱，而其他區(qū)域則是多孔的，帶有氣隙。事實(shí)上，大約70%的金屬木材是空的空間。這些孔可以注入其他材料，例如陽(yáng)極材料，這樣可以使金屬木材成為例如也可以兼作電池的平面翼。