鋼材、樹脂、碳纖維……這些人造合成材料已經(jīng)越來越多地出現(xiàn)在日常生活中。這既是科學技術(shù)進步的結(jié)果，也是人類不斷追求美好生活使然。
不過，始終有一種材料一直無法被完全取代，那就是木材。因其質(zhì)輕又兼顧韌性以及易加工等特性，這些都是人工材料無法取代的。
近日，中國科技大學化學與材料科學學院教授俞書宏帶領(lǐng)的研究團隊傳來好消息，該團隊以傳統(tǒng)酚醛樹脂和密胺樹脂為基體材料研制出了樹脂基仿生人工木材。神奇的是，它不僅化學組分上接近天然木材，而且，在其內(nèi)部也有類似天然木材的取向孔道結(jié)構(gòu)。
正是這樣的結(jié)構(gòu)，讓人造木材的壁厚和孔尺寸具有較好的可調(diào)控性，壓縮屈服強度也與天然木材相當。而且，除了質(zhì)量輕、強度高，它與天然木材相比還具有耐腐蝕、隔熱和防火等優(yōu)點。據(jù)悉，這種人工木材有望代替天然木材，實現(xiàn)在苛刻或極端條件下的應(yīng)用。
選取材料
使用人工材料模擬天然木材并不是件容易的事情，為何選擇使用傳統(tǒng)酚醛樹脂和密胺樹脂為基體材料呢？俞書宏在接受《中國科學報》記者采訪時解釋說，因為木材化學成分主要是由基體材料木質(zhì)素和填充材料纖維素纖維組成。這兩種組分復合成“鋼筋混凝土”結(jié)構(gòu)，才讓木材雖然輕卻具有非常高的強度。“基體材料木質(zhì)素是一種典型的無定型結(jié)構(gòu)的多酚聚合物，它就像一個堅固的三維網(wǎng)絡(luò)將纖維素纖維牢牢地束縛在木頭孔壁之內(nèi)?！痹谌斯ず铣傻幕瘜W產(chǎn)品中有一種聚合物與木質(zhì)素非常類似，就是酚醛樹脂。它具有很好的可加工性，定型后可以通過加熱來交聯(lián)固化，且固化后具有非常好的力學性能。而密胺樹脂也具有類似特點，所以，研究人員選擇了這兩種樹脂作為人工木材的基體材料。
但在之前的研究中，使用陶瓷粉末材料和膠黏劑的混合漿料較多。這種混合漿料可以通過取向冷凍并干燥后，再在1500℃以上的高溫下進行燒結(jié)，但這樣獲得的陶瓷塊體材料強度不理想。另外一類是將聚合物溶液進行取向冷凍，干燥后制得聚合物基仿木結(jié)構(gòu)材料，強度也非常低，目前主要用于細胞工程等領(lǐng)域。
經(jīng)過一系列試驗證明，傳統(tǒng)酚醛樹脂和密胺樹脂組合的新材料，比天然木材更耐腐蝕，且它被火焰引燃后還能迅速自動熄滅。而傳統(tǒng)的陶瓷基仿木結(jié)構(gòu)材料雖然具有很好的防火性能，但是隔熱性能很差，因為陶瓷本身就具有很好的傳熱能力。在保證質(zhì)量輕、強度高性能的前提下，其他仿木結(jié)構(gòu)材料很難做到防火跟隔熱一體化，然而，這一難題卻被俞書宏研究團隊破解了。
這讓研究人員看到新材料更多應(yīng)用的前景，比如與石墨烯復合的人工木材具有良好的隔熱效果，且易于大規(guī)模生產(chǎn)。
模擬天然木材孔道是個難題
人造木材的基體材料確定后，擺在研究人員面前的問題是如何復原天然木材的孔道結(jié)構(gòu)。為何要復原孔道結(jié)構(gòu)？因為天然木材之所以保持著質(zhì)量輕、強度高的優(yōu)點，就是因為存在孔道結(jié)構(gòu)。也就是說，如果無法復原孔道結(jié)構(gòu)，那么人工木材就只能是“形似”，而無法達到“神似”。
研究人員嘗試著在冷凍狀態(tài)下，將樹脂的水溶液置于冷臺之上，與冷臺接觸的液體開始結(jié)冰，冰晶會沿著溫度梯度方向生長。樹脂材料因為受到冰晶的影響形成孔壁，將冰晶升華和固化后，原來因為冰晶所占的空間形成的孔道就自然而然地留在基體內(nèi)。方法說起來簡單，但實現(xiàn)起來并不容易?！爸皇茄芯靠椎溃覀兙突私鼉赡甑臅r間?！庇釙暾f。
在研究過程中，研究人員遇到大大小小很多問題，最困難的環(huán)節(jié)應(yīng)該是樹脂材料在冷凍干燥之后、固化之前，如何維持取向孔道結(jié)構(gòu)。因為基體材料采用的是液態(tài)的樹脂，但在冷凍干燥之后、固化之前這個空檔期，冰晶已經(jīng)升華，而液態(tài)樹脂尚無法維持固定的形狀，所以在重力作用下液態(tài)樹脂會發(fā)生蠕變，導致整個結(jié)構(gòu)完全塌掉。
為了解決這一問題，研究人員尋找添加另一種材料作為臨時支架來穩(wěn)定樹脂。經(jīng)過研究，他們發(fā)現(xiàn)殼聚糖是非常合適的臨時支架材料。因為在干燥情況下殼聚糖是固體，能夠維持特定的形狀，而且殼聚糖與樹脂具有非常強的靜電相互作用，在冰晶升華之后，殼聚糖能夠?qū)⒁簯B(tài)樹脂牢牢束縛住，克服其蠕變行為，為他們加熱固化樹脂爭取了時間。
在這項研究中，俞書宏等研究人員利用新開發(fā)的“自組裝和熱固化”技術(shù)制備人工木材，制備過程分兩步:取向冷凍技術(shù)定型和樹脂加熱固化成型。雖然這兩項技術(shù)并非新技術(shù)，但將取向冷凍和樹脂固化結(jié)合使用的技術(shù)卻是首創(chuàng)，“這兩種技術(shù)的結(jié)合并非簡單的1+1，而是需要克服很多技術(shù)難題”。俞書宏坦言。
批量生產(chǎn)還需時間
“新的方法具有簡單、易操作等優(yōu)點，所得的新型人工木材不僅具有類似木材的取向孔道結(jié)構(gòu)，而且力學強度與天然木材相當，更重要的是，人工木材還具有很好的耐腐蝕、隔熱和防火性能?！庇釙瓯硎荆@種材料不僅材質(zhì)性能優(yōu)異，而且制作成本不高。
但是，目前人工木材還無法走出實驗室
首先，材料品種有限，現(xiàn)下僅限于酚醛樹脂和密胺樹脂，研究人員還需要進一步開發(fā)其他工程材料或自然材料的仿木材結(jié)構(gòu)材料，拓寬材料種類。因為酚醛樹脂和密胺樹脂都是典型的脆性材料，使用過程中很容易發(fā)生脆性斷裂。
其次，新材料的成本還需進一步控制，因為現(xiàn)在的經(jīng)濟和時間成本來自于冷凍干燥機的使用過程?！袄鋬龈稍飼r間取決于樣品尺寸，樣品越大、越厚，所需時間越長，因為樣品中心處冰晶升華需要更長的時間。”俞書宏解釋說。而且，在實驗室，樣品的長度受冷凍平臺尺寸和凍干機尺寸的限制，另外，這種方法制備的樣品厚度也有極限，最高大約5厘米。制備更厚的樣品，則需要選用其他冷凍方法了。
“如果冷凍干燥過程可以用更簡單、省時的技術(shù)替代，批量生產(chǎn)將成為可能?！庇釙暾f。

昨日下午，我市紅木行業(yè)環(huán)保整治雙隨機執(zhí)法抽查部署會在市環(huán)保局召開。副市長胡宏立參加。

我市已成立了五個執(zhí)法工作組，重點對我市已責令關(guān)停、停產(chǎn)整治和已安裝并運行環(huán)保設(shè)施的紅木企業(yè)，就擅自恢復生產(chǎn)、環(huán)保設(shè)備安裝不到位和不正常運行環(huán)保設(shè)備等情況進行依法查處。

若發(fā)現(xiàn)環(huán)保方面問題，交由市環(huán)保局進行立案查處；發(fā)現(xiàn)存在其他違法問題，則函告相關(guān)執(zhí)法部門進行處罰。另外，市中央環(huán)保督察整改領(lǐng)導辦公室也根據(jù)市紅木辦提供的紅木企業(yè)名單建立執(zhí)法檢查數(shù)據(jù)庫，每周由市紀委監(jiān)督，從數(shù)據(jù)庫中抽取每組不少于2家企業(yè)作為隨機檢查對象，并于當天交付五個執(zhí)法組進行檢查。

10月30日，由中國木材保護工業(yè)協(xié)會主辦的“人工林木材優(yōu)化新技術(shù)發(fā)展高峰論壇”在長沙舉行。論壇邀請了徐州盛和木業(yè)有限公司總經(jīng)理吳斌、德華兔寶寶裝飾新材研究院院長詹先旭、海南農(nóng)墾林產(chǎn)集團有限公司董事長董敬軍、河北愛美森木材加工有限公司總經(jīng)理李理、哈爾濱三立雅風科技開發(fā)有限公司總經(jīng)理孫偉倫、格林百奧生態(tài)材料科技（上海）有限公司董事長王寅、山東京博木基材料有限公司總經(jīng)理李一作為論壇嘉賓從功能材料產(chǎn)業(yè)定位、面臨困難以及前景展望展開。論壇由中國木材保護工業(yè)協(xié)會秘書長黨文杰主持。
論壇上，各位嘉賓從“創(chuàng)新轉(zhuǎn)型與發(fā)展”協(xié)會工作報告中對行業(yè)新定位，再結(jié)合企業(yè)情況分享了認知與感受。在談到企業(yè)對功能材料的定位時說，在傳統(tǒng)木質(zhì)材料產(chǎn)業(yè)正面臨日趨嚴酷的市場競爭，企業(yè)必須要突破傳統(tǒng)的思維，用創(chuàng)新來贏得更大的市場，未來功能材料市場空間非常巨大。隨后，各位嘉賓圍繞李堅院士“木質(zhì)功能材料：明天的創(chuàng)新發(fā)展”主題報告展開了討論，3D打印技術(shù)無疑是最受人關(guān)注的，工業(yè)設(shè)計和材料選擇將成為關(guān)鍵。農(nóng)林生物質(zhì)廢棄物的科學利用、追尋木竹材產(chǎn)品的碳足跡等都得到代表的認可，在低碳經(jīng)濟、循環(huán)經(jīng)濟的市場下，資源的綜合利用和碳循環(huán)都會是企業(yè)創(chuàng)新的增長點。
最后，各位嘉賓也針對企業(yè)在創(chuàng)新發(fā)展過程中遇到的問題以及行業(yè)展望展開了探討，資源的缺乏，需求的增加，必然是會引起一場材料革命。主持人用“創(chuàng)新改變世界，同樣創(chuàng)新可以改變木業(yè)”結(jié)束高峰論壇，讓大家對創(chuàng)新有了新的認知，讓大家對功能材料明天充滿期待。（木森）
圖1戰(zhàn)國黑漆朱繪星宿紋衣箱圖2《出警圖》中戎裝的萬歷皇帝圖3《出警圖》中的御用衣箱

文、圖/朱寶力編輯/陳盛娥

核心提示：衣箱在中國起源較早，經(jīng)歷近兩千年的演變，明代衣箱制作工藝發(fā)展到了新的水平。現(xiàn)存有的明清宮廷衣箱極具收藏價值。

人物名片>>>

朱寶力，1971年進入北京金漆鑲嵌廠，曾任修舊組負責人，2002年成立萬華堂明清漆藝工作室，現(xiàn)為中華文化促進會木作工作委員會委員。

衣箱屬于大型的箱匣類家具，古人不僅用它貯藏衣物，也經(jīng)常用它貯藏書籍、財寶等物品，在古代生活用具中占有十分重要的地位。衣箱在我國起源很早，1978年，湖北隨縣戰(zhàn)國曾侯乙墓出土了一件黑漆朱繪星宿紋衣箱(圖1)，制作工藝已經(jīng)比較成熟。它長71厘米，寬47厘米，高40.5厘米。造型為長方形，箱蓋拱形隆起，箱蓋、箱身的四角有把手，可以合在一起，箱蓋和箱身分別用整塊木料雕鑿而成，外表髹黑漆，繪有朱漆紋飾，非常精美。

經(jīng)歷了近兩千年的演變，明代的衣箱制作工藝發(fā)展到了新的水平，尤其是皇室貴族和官宦士大夫階層的衣箱，精美程度令人稱絕。帶有底座的衣箱是在明代才流行起來的，明早期的魯王朱檀墓中出土的箱子及箱子冥器都還沒有底座。明代宮廷寫實畫卷《出警圖》描繪了青年時期的萬歷皇帝(圖2)戎裝出行的盛大場面。在侍從隊伍中有一組人物很惹人注意，四名挑夫抬著一對朱漆帶底座衣箱(圖3)，負責押運的太監(jiān)身穿過肩蟒袍，配有專門打傘、背包的跟班，地位十分顯赫，從他關(guān)注的神情看，這對箱子里所貯藏的物品非同一般。該箱髹有明代皇家專用的朱紅大漆，通體戧金龍紋，極其華美。

圖4明代的朱漆戧金纏枝蓮龍紋御用衣箱

明代的朱漆戧金纏枝蓮龍紋御用衣箱(圖4)就屬于畫中的這種御用衣箱，目前存世十分罕見。它長87厘米，寬56厘米，高61厘米。造型為長方形，箱蓋拱形隆起，箱體配有矮座，又名“車腳”，矮座的開光內(nèi)設(shè)有四孔，以便穿繩搭抬。此箱以杉木制胎，杉木不易開裂變形，香氣具有抑菌驅(qū)蟲的功能，非常適合于制作箱櫥。樟木雖然亦可驅(qū)蟲，但明代的箱櫥很少有樟木材質(zhì)的，因為明人認為婦女常聞?wù)聊疚兜酪子诓辉泻土鳟a(chǎn)，箱櫥以杉木制作最為理想。此箱的制作是在箱體木胎上蒙薄牛皮，箱口釘一圈木條加固，箱底再套上木座，然后通體內(nèi)外皆糊麻布，披灰并飽浸熟桐油，依次髹底漆、黃墊光漆和朱紅面漆，最后再清鉤戧金纏枝蓮龍紋，工藝極其繁難而又十分牢固。

值得注意的是，在明代的宮廷檔案中記載有不少這類的朱漆皮箱，但如今存世實物卻幾乎都出現(xiàn)在民間。筆者推測，這應(yīng)該與明末大順軍撤離北京時裝運財寶有關(guān)。當時大順軍搜掠明朝的皇宮大內(nèi)和追拷明朝的貴戚高官獲得了一大筆財富，有多少個箱子也不夠用的。

入清以后，由于統(tǒng)治階級的民族地域關(guān)系，衣箱的流行風格也發(fā)生了很大的變化。六面平、無底座的衣箱開始增多，長短尺寸的差異也變大了，適合于在炕上疊放。銅飾件的設(shè)計則突出如意圓滿的審美意趣，鎖插多為如意形，面葉常設(shè)圓形、菱花形及如意云頭形；箱側(cè)的提手兩端向內(nèi)彎曲，以求風格與面葉協(xié)調(diào)，而這種提手在明代時一般只用在抽屜和小型的箱匣上。

圖5修復前的黃地彩繪戧金龍鳳紋衣箱圖6衣箱的左側(cè)圖7衣箱的右側(cè)

另有黃地彩繪戧金龍鳳紋衣箱(圖5~圖11)，長88厘米，寬67厘米，高37厘米。其正面和上頂?shù)募y飾為云龍紋，正面是二龍戲珠，下襯海水江崖，上頂是一條團龍，龍紋皆為五爪真龍；兩側(cè)的紋飾為鳳穿牡丹和旭日高升。從紋飾等級和工藝水平看，此箱無疑原屬清宮御用之物，早年流落民間，現(xiàn)為北京古玩收藏家廣漢堂主人所珍藏。

上個世紀90年代，我在修復一件朱地描金罩漆纏枝蓮龍紋的扁長皮箱時，曾經(jīng)見過這件黃地彩繪戧金龍鳳紋衣箱一眼。兩者雖然都達到宮廷器物等級，但前者是杭州制作的貢器，而此箱則是京城造辦處制作，刁填也要費工一些，因此更為貴重。此箱的磕碰比較嚴重，箱蓋散架，所幸主體紋飾基本完整，鎏金鏨花的銅飾件都是原物，只是缺失了面葉的下半部。

此箱以杉木制胎，內(nèi)外皆糊麻布披灰，除反底為黑漆外，通體髹涂黃漆，五面皆有紋飾。其紋飾工藝與明代宮廷常用的填漆戧金工藝不同，是先彩繪圖案，再戧劃輪廓及紋理，然后在戧紋內(nèi)貼金，工藝學名“戧金細鉤描漆”，通俗稱為“彩繪戧金”或者“彩繪雕填”。在箱體的五面紋飾中，只有后背的一株蘭花為單純彩繪，沒有做雕填戧金。

此箱的側(cè)臉龍紋為散發(fā)、垂眉、蝦眼、長須、獅鼻，均符合康熙中期以后的宮廷龍紋特征，唯下頜的長出不是特別明顯，清代風格的龍紋造型已經(jīng)比較成熟完美，應(yīng)為康熙晚期至雍正年間制作。與康熙皇帝晚年畫像中的龍紋對比十分相近，應(yīng)為清朝康熙晚期至雍正年間制作。

圖12清洗、刮灰后的衣箱正面圖13清洗、刮灰后的衣箱左側(cè)圖14清洗、刮灰后的衣箱右側(cè)

由于黃漆家具的修復難度較大，此箱的規(guī)格又很高，所以我用了很長時間和很大的精力才修理完畢，藏品的主人非常滿意，修復的過程和效果如圖(圖12~圖24)。在修復過程中，我觀察到一個細節(jié)，衣箱除了后背以外，各面都有一道紫黑色的紋飾邊框，寬度均為10毫米，唯有上頂?shù)那昂髢蓷l邊框各寬12毫米。起初我以為是手工活的誤差，等到補完色漆后站在衣箱前面打量時，上頂四條邊框的寬度給我的視覺是一致的，如果各邊都寬10毫米的話，前后兩條邊框在視覺上的感受倒會覺得窄了些。細節(jié)雖小，亦可窺見古代宮廷匠師高超的藝術(shù)素養(yǎng)，實在令人佩服。

綜合分析，這件黃地彩繪戧金龍鳳紋衣箱是一件十分珍貴的清前期宮廷家具，如此清晰透明的身世，使其更會成為明清家具收藏研究與投資領(lǐng)域里的一顆璀璨明珠。