从前提起仿木结构，大家的印象是，内部用水泥、石材，外部呢，简单点的，是用颜料绘出纹路，在断面画上年轮、侧面画上树皮状纹路来表示树木；复杂一些的，就是在水泥基材上面包一层塑料制品，以达到手感与外观都很像木材的效果。

随着冶金工业的发展、工艺水平的提高，以及木材价格的攀升和资源的紧缺，人们的经济、环保、安全意识增强等各方面因素，各类金属材料仿木结构如雨后春笋般地涌现，如钢质仿木件、铝合金仿木件等，也都得到了广泛应用。

廊桥上的柱、梁和栏杆，游船船体和上层建筑，舞台特色框架、路灯杆，以及家私中的橱、柜、架、桌、椅等。总之，凡是需要保留传统文化和木质景观，又想渗入现代元素的场合，常常会采用以金属材料制成仿木结构的形式。

然而天然木材除了颜色花纹美观以外，其独特的平行孔道结构赋予了其轻质高强的特点，这也是木材的一大特色。无论是水泥、石材的仿木，还是金属材料仿木，都是“徒有其型”，其力学性能远不能令人满意。

新型仿生人工木材—仿木又仿生

有关模仿木头结构的研究一直是国际上仿生材料研究领域的热点之一。如何制备真正具有轻质高强特点的仿木材结构材料是仿生材料研究领域面临的挑战。

近日，中国科学技术大学俞书宏教授的团队研发了一种冰晶诱导自组装和热固化相结合的新技术，以传统的酚醛树脂或密胺树脂为基体材料，成功研制了一系列具有类似天然木材取向孔道结构的新型仿生人工木材。

基于取向冷冻技术的传统树脂（酚醛树脂和密胺树脂）基仿生人工木材的制备过程、结构示意图和一系列仿生木材

天然巴尔杉木和人工木头的结构对比扫描电镜（SEM）照片

这已经不是科学家从仿生角度对木材的首次探索，前人在运用陶瓷材料进行木材仿生研究的道路上已经积累了不少经验。使用陶瓷粉末材料和胶黏剂的混合浆料通过取向冷冻并干燥后，再在1500℃以上的高温下进行烧结，但此方法开发的多种仿木结构的陶瓷材料力学强度并不理想。

而该新型仿生人工木材，在性能上不仅具有天然木材轻质高强的特点，力学强度也与天然木材性能相当，甚至还具有耐腐蚀和防火隔热的优点，综合性能十分优异。

（A）人工木材在水和硫酸溶液中浸泡前后的力学压缩曲线
（B）人工木材与巴尔杉木和商业酚醛泡沫的各向异性热导率的对比
（C）各向异性孔道中热量传递机理示意图
（D）人工木材和多种工程材料、气凝胶材料的热导率和比强度的对比图

使用人工材料模拟天然木材并不是件容易的事情，为何选择使用传统酚醛树脂和密胺树脂为基体材料呢？

俞书宏在接受《中国科学报》记者采访时解释说，因为木材化学成分主要是由基体材料木质素和填充材料纤维素纤维组成。这两种组分复合成“钢筋混凝土”结构，才让木材虽然轻却具有非常高的强度。