研究人员将无毒残留物转化为抗磨损抗污渍和抗日光的涂层

由于全球努力满足可持续性标准，许多国家目前正在寻求在建筑物中用木材代替混凝土。例如，从 2022 年开始，法国将要求所有新的公共建筑至少使用 50% 的木材或其他可持续材料制成。

由于木材在暴露于阳光和湿气中时容易降解，因此保护性涂料可以帮助木材得到更广泛的应用。阿尔托大学的研究人员使用木质素(一种在木材和其他植物来源中含量丰富的天然聚合物)来制造安全、低成本和高性能的建筑涂料。

“我们的新涂料具有保护木材的巨大潜力。它比许多商业涂料更防水，因为它保留了木材的自然结构和微观粗糙度。由于它具有疏水性，因此涂层也非常耐污，同时木质素的固有结构可以抵抗阳光下的颜色变化。它还可以很好地保持木材的透气性，”阿尔托大学化学工程学院的博士生 Alexander Henn 解释说。

木质素通常被认为是制浆和生物精炼过程的废物。每年，全世界大约有 60-1.2 亿吨木质素被分离出来，其中 98% 被焚化用于能源回收。木质素具有多种有益特性;然而，迄今为止，大多数木质素类型的溶解性差和木质素基产品的性能一般限制了其商业应用。

“与目前使用的合成和生物基涂料相比，木质素作为涂料实际上非常有前途，具有许多优点。它具有出色的防腐、抗菌、防冰和紫外线屏蔽性能。我们未来的研究将专注于开发涂层弹性等特性，”阿尔托大学生物产品和生物系统系主任莫妮卡·奥斯特伯格说。

目前，广泛用于木材、混凝土、金属和复合材料等材料的机械保护涂层是基于石油的，其中包括对环境有害的物质。植物油涂层——比如由高粱、亚麻籽、椰子、大豆和蓖麻制成的涂层——可能是更可持续的替代品，但它们通常缺乏耐用性。因此，这些油通常与合成材料结合使用以提高其性能。

更具可持续性和无毒的替代品可以帮助涂料行业满足新的安全法规。例如，挥发性有机化合物 (VOC) 的含量不仅因为它们对健康的影响而且对臭氧层的影响而受到管制。同样， (EU) 也限制了涂料行业使用的一些化学品，例如双酚 A 和甲醛(用于环氧树脂和聚氨酯涂料)，以及最近将二氧化钛归为一类——涂料中使用最广泛的颜料之一。 ——作为II类致癌物。

该研究于 2021 年 7 月 15 日发表在ACS Applied Materials & Interfaces上。

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