免费av大片在线看_日本久久东京热午夜_日韩欧美亚洲中文字幕国_大战刚结婚的少妇_亚洲AV成人综合网成人_91九色丨PORNY丨交换_成人动漫网站_欧美在线专区

  作為全球應用最廣泛的結構材料之一，膠合板在建筑、家具、交通運輸和包裝等領域具有關鍵作用，其可靠性取決于膠合界面的長期穩(wěn)定性。傳統(tǒng)使用的脲醛樹脂、酚醛樹脂和環(huán)氧樹脂等石化基膠粘劑雖具高強度和良好加工性，卻面臨甲醛釋放、微塑料污染等環(huán)境風險，“雙碳”戰(zhàn)略也使行業(yè)對綠色替代材料的需求愈加迫切。以木質素為代表的可再生資源為生物基膠粘劑的發(fā)展提供了新契機，但其工業(yè)化推廣的最大障礙在于濕熱循環(huán)、溫度波動等復雜環(huán)境下界面易失穩(wěn)。如何在高粘接強度、環(huán)境耐久性與可持續(xù)性之間實現(xiàn)真正的平衡，已成為當前綠色結構膠粘劑領域亟待攻克的關鍵難題。

  近日，王雙飛團隊受天然木材細胞壁層級結構啟發(fā)，提出了“醚鍵錨固木質素”的新型界面設計策略。研究通過精準調控木質素、纖維素與三羥甲基丙烷三縮水甘油醚（TMPTE）間的醚化反應，將木質素分子共價錨定于纖維表面，構筑類細胞壁的穩(wěn)健三維交聯(lián)網絡。其性能優(yōu)勢源于三重協(xié)同機制：（i）木質素的疏水性、粘附性與化學可調性賦予界面基礎穩(wěn)定；（ii）深共熔溶劑（DES）激活木質素結構，釋放更多反應位點；（iii）TMPTE憑借高反應性和多環(huán)氧基實現(xiàn)致密交聯(lián)。經D-木質素與TMPTE（DLT）的協(xié)同固化，該體系形成強韌的共價粘結網絡，顯著增強界面結合力與耐久性。相較傳統(tǒng)生物基與醛類膠粘劑，該仿生體系展示出突出綜合性能：干/濕強度分別達12.57 ± 1.25 MPa和3.06 ± 0.38 MPa，并在沸煮、冷凍、高溫及酸堿/有機溶劑等極端條件下仍保持結構穩(wěn)固。該體系完全無醛、具生物相容性和低碳特征，為復雜環(huán)境服役的下一代綠色結構膠粘劑提供了一條穩(wěn)健、可持續(xù)且可規(guī)�；男峦緩�。

  2025年12月12日，該成果以題為“Strong and Weather-Resistant Wood Bonding Enabled by Cell Wall–Inspired Ether-Anchored Lignin”發(fā)表在自然指數(shù)期刊《Advanced Functional Materials》上，2023級碩士生唐方圓為第一作者，李許生副教授為通訊作者，邱劍升、吳訓瀟、劉永斐、胡清娣、蔡辰辰、張嘉奧、管兵兵、王志鑫參與研究。

圖文導讀

1、DLT膠粘劑的仿生策略與結構設計

  天然木材細胞壁中的木質素–碳水化合物復合體（LCC）通過醚鍵或酯鍵將木質素與多糖緊密連接，形成兼具界面粘結、疏水屏蔽與能量耗散的三維穩(wěn)固網絡，使木材在濕熱波動中仍保持卓越耐久性。受此層級結構啟發(fā)，研究團隊提出“醚鍵錨固木質素”策略。該策略利用 TMPTE 與木質素和纖維素羥基發(fā)生醚化反應，將天然疏水、具黏附性的木質素牢固共價固定于纖維表面，構筑集強界面黏附、疏水防護與能量耗散于一體的復合界面。同時，通過深共熔溶劑（DES）預處理激活木質素反應位點，進一步增強界面強度與耐濕性能。

圖1. 膠粘劑的設計理念與成效

2、DLT膠粘劑的制備流程與物化表征

  通過“活化-錨固”兩步法，實現(xiàn)了木質素向高性能膠粘劑的轉化。首先，深共熔溶劑切斷木質素中的醚鍵，釋放更多酚羥基，顯著提升其反應活性。隨后，引入高反應性的 TMPTE，使其在堿性條件下打開環(huán)氧基，與木質素和纖維素形成穩(wěn)定的醚鍵交聯(lián)。光譜和熱分析證實，這一過程構建了致密穩(wěn)固的共價網絡，并增強了材料的熱穩(wěn)定性。最終，木質素被牢固“錨定”在纖維素微纖絲上，形成類似天然細胞壁的層級結構，大幅提升膠粘劑的內聚力與界面結合力。

圖2.膠粘劑的制備與表征

3、DLT的性能調控與強度對比

  研究團隊發(fā)布的新型DLT 膠粘劑在強度與耐久性上與常見的生物基膠和石化樹脂相比均展現(xiàn)出明顯優(yōu)勢。其高性能源于活化木質素與 TMPTE 的協(xié)同固化機制，使膠層在干態(tài)與濕態(tài)均表現(xiàn)出顯著的結構穩(wěn)定性，在沸水浸泡后依舊保持完好。研究確定了最佳配方與工藝：1:1 配比、適中施膠量與合理熱壓條件，可顯著增強界面固化質量。顯微觀察顯示，DLT 能深入滲透木材并顯著提升基材剛度，且在多輪濕/干循環(huán)中仍保持牢固結合，展現(xiàn)出優(yōu)異的界面穩(wěn)定性與工業(yè)化應用前景。

圖3. 膠粘劑的力學性能分析

4、DLT膠粘劑的增強機制與界面分析

  DLT 生物膠的顯微分析顯示，其在熱壓過程中深入滲透木材細胞壁，促使細胞壁融合并形成“機械鎖扣”式互嵌，同時通過醚化反應在木質素與多糖間構建穩(wěn)固的化學錨固網絡，使膠合界面幾乎與木材本體無異。斷口觀察證實，DLT 實現(xiàn)均勻應力傳遞與高能量耗散，破壞時呈準脆性斷裂并伴隨大量纖維拔出，界面強度遠超未處理體系。研究表明，其卓越性能源于深度滲透、界面致密化與化學鍵合的協(xié)同作用，經優(yōu)化的活化和熱壓條件賦予其在嚴苛濕熱環(huán)境下仍保持優(yōu)異黏結耐久性的能力。

圖4. 膠合界面分析

5、DLT膠粘劑的寬適用性與拓展?jié)摿?/span>

  DLT 生物膠在可靠性與可持續(xù)性方面表現(xiàn)突出：其搭接的木板可承載 70 kg 成人，并在 ?196 ℃ 至 150 ℃ 的極端溫度下保持 7–10 MPa 的高強度，遠超行業(yè)標準（0.7 MPa）。樣品在水、乙醇、DMSO、海水及強酸強堿中浸泡 7 天后保持結構完好，適用于高濕與腐蝕環(huán)境；廢棄板材在戶外土壤中 15–30 天即可出現(xiàn)豐富真菌菌絲，顯示良好生物降解性。DLT其碳足跡僅 0.158 t CO? eq/t，顯著優(yōu)于 UF、PF、EP。憑借高性能、強耐候、低成本與低排放等優(yōu)勢，DLT 有望成為結構木制品領域具競爭力的石化替代方案。

圖5. 膠粘劑的適應性與拓展?jié)摿Ψ治?/span>

結論：

  總之，這項工作提出了一種受細胞壁啟發(fā)的策略，能夠通過共價鍵將木質素錨定在纖維素上，從而構建出堅固的生物基粘合劑網絡。所得的DLT 粘合劑表現(xiàn)出卓越的粘結強度、出色的耐候性和廣泛的環(huán)境適應性，超越了大多數(shù)已報道的生物基和石油基粘合劑。其低碳足跡、可生物降解性和可擴展性凸顯了一條通往可持續(xù)結構粘合劑材料的有前景的道路。

  原文鏈接:https://doi.org/10.1002/adfm.202527965