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(xué)技術(shù)進(jìn)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(guó)科技大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院教授俞書宏帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)傳來好消息，該團(tuán)隊(duì)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(xué)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(qiáng)度也與天然木材相當(dāng)。而且，除了質(zhì)量輕、強(qiáng)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(diǎn)。據(jù)悉，這種人工木材有望代替天然木材，實(shí)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(guó)科學(xué)報(bào)》記者采訪時(shí)解釋說，因?yàn)槟静幕瘜W(xué)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(fù)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(qiáng)度?！盎w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(gè)堅(jiān)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(xué)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(xué)性能。而密胺樹脂也具有類似特點(diǎn)，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(jìn)行燒結(jié)，但這樣獲得的陶瓷塊體材料強(qiáng)度不理想。另外一類是將聚合物溶液進(jìn)行取向冷凍，干燥后制得聚合物基仿木結(jié)構(gòu)材料，強(qiáng)度也非常低，目前主要用于細(xì)胞工程等領(lǐng)域。
經(jīng)過一系列試驗(yàn)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(dòng)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?yàn)樘沾杀旧砭途哂泻芎玫膫鳠崮芰?。在保證質(zhì)量輕、強(qiáng)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(tuán)隊(duì)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(fù)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(gè)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(fù)原天然木材的孔道結(jié)構(gòu)。為何要復(fù)原孔道結(jié)構(gòu)？因?yàn)樘烊荒静闹员３种|(zhì)量輕、強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)，就是因?yàn)榇嬖诳椎澜Y(jié)構(gòu)。也就是說，如果無法復(fù)原孔道結(jié)構(gòu)，那么人工木材就只能是“形似”，而無法達(dá)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(tái)之上，與冷臺(tái)接觸的液體開始結(jié)冰，冰晶會(huì)沿著溫度梯度方向生長(zhǎng)。樹脂材料因?yàn)槭艿奖У挠绊懶纬煽妆冢瑢⒈A和固化后，原來因?yàn)楸嫉目臻g形成的孔道就自然而然地留在基體內(nèi)。方法說起來簡(jiǎn)單，但實(shí)現(xiàn)起來并不容易?！爸皇茄芯靠椎溃覀兙突私鼉赡甑臅r(shí)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?yàn)榛w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(gè)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(huì)發(fā)生蠕變，導(dǎo)致整個(gè)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(shí)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(shí)支架材料。因?yàn)樵诟稍锴闆r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(qiáng)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(zhēng)取了時(shí)間。
在這項(xiàng)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(xiàng)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(jiǎn)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(shí)間
“新的方法具有簡(jiǎn)單、易操作等優(yōu)點(diǎn)，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(xué)強(qiáng)度與天然木材相當(dāng)，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。”俞書宏表示，這種材料不僅材質(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(shí)驗(yàn)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(jìn)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?yàn)榉尤渲兔馨窐渲际堑湫偷拇嘈圆牧希褂眠^程中很容易發(fā)生脆性斷裂。
其次，新材料的成本還需進(jìn)一步控制，因?yàn)楝F(xiàn)在的經(jīng)濟(jì)和時(shí)間成本來自于冷凍干燥機(jī)的使用過程?！袄鋬龈稍飼r(shí)間取決于樣品尺寸，樣品越大、越厚，所需時(shí)間越長(zhǎng)，因?yàn)闃悠分行奶幈A需要更長(zhǎng)的時(shí)間?！庇釙杲忉屨f。而且，在實(shí)驗(yàn)室，樣品的長(zhǎng)度受冷凍平臺(tái)尺寸和凍干機(jī)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(jiǎn)單、省時(shí)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(jī)執(zhí)法抽查部署會(huì)在市環(huán)保局召開。副市長(zhǎng)胡宏立參加。

我市已成立了五個(gè)執(zhí)法工作組，重點(diǎn)對(duì)我市已責(zé)令關(guān)停、停產(chǎn)整治和已安裝并運(yùn)行環(huán)保設(shè)施的紅木企業(yè)，就擅自恢復(fù)生產(chǎn)、環(huán)保設(shè)備安裝不到位和不正常運(yùn)行環(huán)保設(shè)備等情況進(jìn)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(jìn)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(jìn)行處罰。另外，市中央環(huán)保督察整改領(lǐng)導(dǎo)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(jì)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(jī)檢查對(duì)象，并于當(dāng)天交付五個(gè)執(zhí)法組進(jìn)行檢查。

10月30日，由中國(guó)木材保護(hù)工業(yè)協(xié)會(huì)主辦的“人工林木材優(yōu)化新技術(shù)發(fā)展高峰論壇”在長(zhǎng)沙舉行。論壇邀請(qǐng)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(zhǎng)詹先旭、海南農(nóng)墾林產(chǎn)集團(tuán)有限公司董事長(zhǎng)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(fēng)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(zhǎng)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(guó)木材保護(hù)工業(yè)協(xié)會(huì)秘書長(zhǎng)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(huì)工作報(bào)告中對(duì)行業(yè)新定位，再結(jié)合企業(yè)情況分享了認(rèn)知與感受。在談到企業(yè)對(duì)功能材料的定位時(shí)說，在傳統(tǒng)木質(zhì)材料產(chǎn)業(yè)正面臨日趨嚴(yán)酷的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，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(chǎng)，未來功能材料市場(chǎng)空間非常巨大。隨后，各位嘉賓圍繞李堅(jiān)院士“木質(zhì)功能材料：明天的創(chuàng)新發(fā)展”主題報(bào)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(jì)和材料選擇將成為關(guān)鍵。農(nóng)林生物質(zhì)廢棄物的科學(xué)利用、追尋木竹材產(chǎn)品的碳足跡等都得到代表的認(rèn)可，在低碳經(jīng)濟(jì)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)的市場(chǎng)下，資源的綜合利用和碳循環(huán)都會(huì)是企業(yè)創(chuàng)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。
最后，各位嘉賓也針對(duì)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(huì)引起一場(chǎng)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(duì)創(chuàng)新有了新的認(rèn)知，讓大家對(duì)功能材料明天充滿期待。（木森）
圖1戰(zhàn)國(guó)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(guó)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(jià)值。

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朱寶力，1971年進(jìn)入北京金漆鑲嵌廠，曾任修舊組負(fù)責(zé)人，2002年成立萬華堂明清漆藝工作室，現(xiàn)為中華文化促進(jìn)會(huì)木作工作委員會(huì)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(cái)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(guó)起源很早，1978年，湖北隨縣戰(zhàn)國(guó)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(zhǎng)71厘米，寬47厘米，高40.5厘米。造型為長(zhǎng)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(shí)畫卷《出警圖》描繪了青年時(shí)期的萬歷皇帝(圖2)戎裝出行的盛大場(chǎng)面。在侍從隊(duì)伍中有一組人物很惹人注意，四名挑夫抬著一對(duì)朱漆帶底座衣箱(圖3)，負(fù)責(zé)押運(yùn)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(duì)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(zhǎng)87厘米，寬56厘米，高61厘米。造型為長(zhǎng)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?yàn)槊魅苏J(rèn)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(shí)物卻幾乎都出現(xiàn)在民間。筆者推測(cè)，這應(yīng)該與明末大順軍撤離北京時(shí)裝運(yùn)財(cái)寶有關(guān)。當(dāng)時(shí)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(cái)富，有多少個(gè)箱子也不夠用的。

入清以后，由于統(tǒng)治階級(jí)的民族地域關(guān)系，衣箱的流行風(fēng)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(zhǎng)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(jì)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(fēng)格與面葉協(xié)調(diào)，而這種提手在明代時(shí)一般只用在抽屜和小型的箱匣上。

圖5修復(fù)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(zhǎng)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(tuán)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(jí)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(gè)世紀(jì)90年代，我在修復(fù)一件朱地描金罩漆纏枝蓮龍紋的扁長(zhǎng)皮箱時(shí)，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(dá)到宮廷器物等級(jí)，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(fèi)工一些，因此更為貴重。此箱的磕碰比較嚴(yán)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(xué)名“戧金細(xì)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(zhǎng)須、獅鼻，均符合康熙中期以后的宮廷龍紋特征，唯下頜的長(zhǎng)出不是特別明顯，清代風(fēng)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(duì)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(fù)難度較大，此箱的規(guī)格又很高，所以我用了很長(zhǎng)時(shí)間和很大的精力才修理完畢，藏品的主人非常滿意，修復(fù)的過程和效果如圖(圖12~圖24)。在修復(fù)過程中，我觀察到一個(gè)細(xì)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(bǔ)完色漆后站在衣箱前面打量時(shí)，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(huì)覺得窄了些。細(xì)節(jié)雖小，亦可窺見古代宮廷匠師高超的藝術(shù)素養(yǎng)，實(shí)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(huì)成為明清家具收藏研究與投資領(lǐng)域里的一顆璀璨明珠。