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資料圖

這些纖維現(xiàn)被應(yīng)用于許多領(lǐng)域如服裝、汽車工業(yè)、包裝和建筑。

據(jù)悉，他的研究小組現(xiàn)在已經(jīng)找到了一種不僅可以加強(qiáng)這些纖維而且可以減少它們隨著時(shí)間的推移而退化的趨勢(shì)并使它們更加環(huán)保的方法。

材料和制造研究所的創(chuàng)始主任Milani博士說(shuō)道：“竹子的強(qiáng)度幾乎跟低碳鋼相同，同時(shí)表現(xiàn)出更多的靈活性。竹子重量輕、成本低、供應(yīng)量大，是一種很有潛力的材料，但直到現(xiàn)在還存在一個(gè)很大的缺點(diǎn)。”

竹子是世界上收獲和使用最多的天然纖維之一，每年產(chǎn)量超過(guò)3000萬(wàn)噸。然而它的天然纖維可以吸收水分并隨著時(shí)間的推移因吸濕和風(fēng)化而退化和減弱。

研究小組使用一種稱為塑化的工藝使竹子脫水，然后將其跟其他纖維和材料一起作為加固材料。之后，他們將其固化為一種新的高性能混合生物復(fù)合材料。

塑化法最早由Gunther von Hagens在1977年開發(fā)，它已被廣泛用于長(zhǎng)期保存動(dòng)物、人類和真菌的遺骸，現(xiàn)在已經(jīng)找到了它在先進(jìn)材料方面的應(yīng)用。新研究的報(bào)告合著者、UBCO最近的畢業(yè)生Daanvir Dhir表示，塑化確保了復(fù)合材料在短期和長(zhǎng)期使用中的耐久性。

“塑化-竹子復(fù)合材料跟玻璃和聚合物纖維混合以創(chuàng)造出一種比同類復(fù)合材料更輕但更耐用的材料。這項(xiàng)工作是獨(dú)特的，因?yàn)闆](méi)有更早的研究調(diào)查這種塑化天然纖維在合成纖維增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料中的使用，”Dhir說(shuō)道。

另外，他還指出，這種新型耐用的混合竹子/編織玻璃纖維/聚丙烯復(fù)合材料經(jīng)塑化技術(shù)處理后具有廣闊的前景。

在工業(yè)合作伙伴NetZero Enterprises Inc.的支持下，研究表明，只需在竹子中加入少量的塑化材料就能提高復(fù)合材料的沖擊吸收能力--而不會(huì)失去其彈性特性。另外，這還降低了材料的降解率。

Dhir稱，由于目前塑化技術(shù)非常耗時(shí)，因此需要在優(yōu)化這一過(guò)程方面做更多工作。但他指出，發(fā)現(xiàn)合適的塑化天然纖維成分的好處將使許多行業(yè)的不可降解廢物大大減少、對(duì)環(huán)境的影響也會(huì)降低。

為了優(yōu)化和調(diào)查其他天然纖維如亞麻和大麻的塑化效果，研究人員已經(jīng)展開進(jìn)一步的研究。另外，研究人員還建議應(yīng)在不同的應(yīng)用下對(duì)材料進(jìn)行生命周期分析并跟未塑化的樣品進(jìn)行比較。這將為環(huán)境足跡和機(jī)械耐久性影響之間的相應(yīng)權(quán)衡提供更好的畫面。

Milani博士補(bǔ)充道：“生物復(fù)合材料繼續(xù)在循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式下找到新的應(yīng)用。用于開發(fā)這些復(fù)合材料的方法的創(chuàng)新將確保在未來(lái)很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的利益。”

關(guān)鍵詞：復(fù)合材料天然纖維研究人員