森林因其具有保护生态环境和提供木材资源的双重功能，所以开展木材高效利用及综合利用等措施是必要的。自古以来，木材就在人类生活中发挥重要地位，丰富的资源和相对低廉的成本使得木材被广泛应用于建筑、包装、家具和船舶等等。我们几乎天天离不开硬材料，但被广泛使用的硬质材料往往不可再生，而且价格昂贵。许多硬材料的合成需要超高温和超高压等极端条件，因此构成了潜在安全挑战，也会消耗巨大能量。此外，合成过程往往会排出大量废气。因此，非常有必要制备一种工艺简单、可持续、且低成本的硬材料替代品。
而且，我国正在大力发展新能源汽车，轻量化对于车身来说一直都是难题，并且还要解决高成本问题，而用木材替代钢铁的方法出现给汽车轻量化带来了转机，木浆制成的材料重量仅占钢铁的五分之一，然而强硬度却是钢铁的五倍以上。以制备木刀的硬化木材为例，同样制备合金刀和陶瓷刀，至少需要多出10倍的温度和压力。硬化木材的优势由此可见一斑，那么如何制备硬化木材？木材代替钢可行吗？科学家们给出答案！1、木头取代钢铁？中国科学家将天然木材硬度提高23倍，化学处理4小时即可实现马里兰大学李腾课题组新论文的发表，让这一切成为可能。他表示，化学处理后的硬化木材，是上述木刀和木钉的原材料，其硬度是天然木材的23倍，锋利程度超过不锈钢餐桌刀。
李腾课题组采用的做法是尽量保持天然木材中的纤维素含量和结构，并且大幅度降低材料中的缺陷（比如孔洞，通道等）。过程分为两步：第一步是将木材脱掉木质素，即将木材浸泡在含有氢氧化钠和亚硫酸钠的溶液中，当温度达到℃下将溶液煮沸几个小时。天然木材的刚性大，不易变形，而在去除木质素后，它会变得柔软、灵活。第二步，给已被进行化学加工的木材施加压力和热度，过程中它会受到热压，水分会被去除，密度也会变得更大，然后在℃左右干燥，最终制备出硬化木材。2、日本汽车制造商用木浆替代钢铁，成本立减80%，倒逼汽车业降价丰田最大的供应商DaikyoNishikawaCorp等主要零部件供应商正在用纳米纤维塑料制造零部件，通过将木浆纤维分解成几百微米（千分之一毫米）来制造的。
在汽车中的潜在用途已经通过“京都工艺”实现，在这个过程中，化学处理的木纤维被揉成塑料，同时被分解成纳米纤维，这将使生产成本削减到其他流程的大约五分之一，换句话说，成本被削减了80%。
京都大学教授HiroakiYano领导研究人员说：“这是成本最低、性能最高的纳米纤维，这就是为什么我们专注于汽车和飞机零件的使用。Yano博士说，他的研究灵感来自于一艘由美国亿万富翁企业家霍华德·休斯（HowardHughes）于年完成的木材货机。目前，汽车制零件制造商还需要解决高制造成本的问题，然后才能看到在批量车中使用新的，重量更轻的材料，总体而言，纳米纤维作材料在商业上可行还有很长的路要走京都大学的研究人员表示，大量生产一公斤纳米纤维的成本约为0日元，约9美元。希望到年将这一成本减半，使其成为一种经济上可行的产品。
它将与塑料相结合，并且与高强度钢和铝合金竞争，目前每公斤成本约为2美元。行业专家预计到年，纳米纤维价格将跌至每公斤5美元。3、钢材短缺？不怕，科学家研发出能替代钢材的“超级木材”美国马里兰大学帕克分校(UMD)的工程师们已经找到了一种方法，可以使木头的强度增强十倍以上，制造出比许多钛合金更坚硬的天然物质。该研究于年2月8日在《自然》上发表。“它是如此坚固耐用，可能是钢铁，甚至是钛合金的竞争对手。它也可以和碳纤维相比，但便宜得多。”UMD材料科学与工程副教授、该研究的技术主管LiangbingHu说道。
研究小组的另一位技术主管TengLi负责测试该木材的机械特性。“它和钢一样结实，但比钢轻六倍。断裂能量是天然木材的10倍。它甚至可以在形成的过程中弯曲和成型。”研究小组还对这种新型木材和天然木材进行了射击试验。子弹直接穿透了天然木材，但没有完全穿透新型木材。该文章提供了一种非常有前途的设计方法，设计了轻质、高性能的结构材料，具有广阔的应用前景，具有高强度、高韧性和优越的抗冲击性能。特别令人兴奋的是，这种方法对于各种木材来说是万能的，而且很容易实现。这种木材可以用于汽车、飞机、建筑——任何使用钢材的地方。本文来源：科技工作者，创客笔记，DeepTech深科技