英屬哥倫比亞大學奧肯那根校區(UBCO)的研究人員調整了一種技術–最初是為了防腐處理人類遺體而設計的–以加強生物複合材料的特性並使其更加堅固。UBCO機械工程教授Abbas Milani博士表示，隨着新材料和綠色複合材料的創新，人們很容易忽視竹子和其他天然纖維等材料。
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這些纖維現被應用於許多領域如服裝、汽車工業、包裝和建築。
據悉，他的研究小組現在已經找到了一種不僅可以加強這些纖維而且可以減少它們隨着時間的推移而退化的趨勢並使它們更加環保的方法。
材料和製造研究所的創始主任Milani博士說道：“竹子的強度幾乎跟低碳鋼相同，同時表現出更多的靈活性。竹子重量輕、成本低、供應量大，是一種很有潛力的材料，但直到現在還存在一個很大的缺點。”
竹子是世界上收穫和使用最多的天然纖維之一，每年產量超過3000萬噸。然而它的天然纖維可以吸收水分並隨着時間的推移因吸濕和風化而退化和減弱。
研究小組使用一種稱為塑化的工藝使竹子脫水，然後將其跟其他纖維和材料一起作為加固材料。之後，他們將其固化為一種新的高性能混合生物複合材料。
塑化法最早由Gunther von Hagens在1977年開發，它已被廣泛用於長期保存動物、人類和真菌的遺骸，現在已經找到了它在先進材料方面的應用。新研究的報告合著者、UBCO最近的畢業生Daanvir Dhir表示，塑化確保了複合材料在短期和長期使用中的耐久性。
“塑化-竹子複合材料跟玻璃和聚合物纖維混合以創造出一種比同類複合材料更輕但更耐用的材料。這項工作是獨特的，因為沒有更早的研究調查這種塑化天然纖維在合成纖維增強聚合物複合材料中的使用，”Dhir說道。
另外，他還指出，這種新型耐用的混合竹子/編織玻璃纖維/聚丙烯複合材料經塑化技術處理后具有廣闊的前景。
在工業合作夥伴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複合材料的衝擊吸收能力–而不會失去其彈性特性。另外，這還降低了材料的降解率。
Dhir稱，由於目前塑化技術非常耗時，因此需要在優化這一過程方面做更多工作。但他指出，發現合適的塑化天然纖維成分的好處將使許多行業的不可降解廢物大大減少、對環境的影響也會降低。
為了優化和調查其他天然纖維如亞麻和大麻的塑化效果，研究人員已經展開進一步的研究。另外，研究人員還建議應在不同的應用下對材料進行生命周期分析並跟未塑化的樣品進行比較。這將為環境足跡和機械耐久性影響之間的相應權衡提供更好的畫面。
Milani博士補充道：“生物複合材料繼續在循環經濟模式下找到新的應用。用於開發這些複合材料的方法的創新將確保在未來很長時間內的利益。”