木材生物矿物形成机理与其在木材-无机质复合材制备中的应用

1、研究树种情况。系统研究山油柑、柠檬桉等不同科属21种重要用材树种。 2、生物矿物在木材细胞中的分布情况研究。发现大多数木材中晶体和硅石主要分布于射线薄壁细胞和轴向薄壁细胞中，少数分布于导管、分隔纤维等其他种类细胞中。 3、木材中的生物矿物的主要类型与成分研究。发现木材中生物矿物存在晶体和硅石两大类型，经SEM-EDXA分析表明晶体的成分为草酸钙、碳酸钙和碳酸钾，硅石的成分为SiO2。 4、木材生物矿物形成过程和形态学研究。晶体和硅石系在活细胞液泡中发生及生长，树木生长环境和木材内pH值影响木材内晶体和硅石的生长、分布及大小。晶体形态有柱晶，针晶、纺锤晶、簇晶。硅石形态有聚合体、光滑颗粒、粗糙颗粒和葡萄型。 5、生物矿物在木材中的形成机理和作用机制探讨。生物矿物发生在液泡中，由细胞新陈代谢和ATP酶控制，使Ca++离子和SiO2 一方面参与细胞生理活动，另一方面渗入胞间层增强细胞组织的刚性。 6、选择桉树进行木材-无机质复合材的仿生制备。运用生物矿物形成机理，通过人工注射硅酸钠溶液以及碳酸钙溶液，进行木材-无机复合材的仿生合成。所制备的复合材顺纹抗压强度、抗弯强度、抗弯弹性模量和硬度都有不同程度的提高。 7、出版专著1部，发表论文20余篇，获得国家专利1项。培养研究生、青年教师和本科毕业生等共18人。