科技日报记者 马爱平

记者29日从中国林科院获悉，该院在木基弹性材料的弹性结构基础理论方面取得重要突破，揭开了木材弹性之谜。相关研究成果日前发表在国际期刊《材料科学进展》上。

天然木材虽然本身具有一定的弹性，但由于弹性极限范围较小，无法满足应用需求。近年来，研究者们通过对木材的化学组分和细胞壁结构进行精细调控，成功开发出了木弹簧、木基弹性气凝胶、木海绵等多种新型弹性材料，这些新材料显著增强了木材的压缩回弹性。然而，木基弹性材料的压缩回弹性与木材多层级结构之间的构效关系尚待进一步明确。

论文第一作者、中国林科院木材工业研究所副研究员付宗营告诉科技日报记者，研究发现，在分子层面，木材的弹性变形主要体现为分子链在外力作用下的拉伸或滑动，而非化学键的断裂。同时，木材细胞壁中主要成分的含量以及这些成分与水分子之间形成的氢键网络是影响木材弹性的关键因素。在细胞层面，木材次生细胞壁各层的厚度以及微纤丝角被认为是控制木材弹性的关键因素。

木材弹性的结构基础：从分子到宏观尺度。中国林科院供图

“研究发现，在宏观层面，木材的密度、各类细胞的排列方式以及木材天然的多尺度孔隙结构是影响其弹性的主要因素。特别是木材的天然多尺度孔隙结构，经过调控后可以形成层状、蜂窝状、管状和叶片弹簧结构，赋予木基材料卓越的压缩回弹性。”论文共同通讯作者、中国林科院木材工业研究所研究员卢芸说，该研究成果为我国木材工业的转型升级提供了支撑，推动产业向高技术、高附加值方向发展。