沙柳细胞壁形成机理及细胞壁力学模型的研究

Salix Psammophila was used as raw material in this project which is unique in western China. A continuous and systemic study on wood cell wall mechanics with different growth years and different numbers of mowing will be taken by using single fiber tensile technology, zero distance tensile technology, nano indentation and other advanced micro mechanical test method combining with atomic force microscopy and scanning electron microscopy. In order to reveal the laws and mechanism of cell wall mechanics, and further reveal the difference of growth mechanism between shrub and arbor. In addition, compare tests of macro cell wall mechanical, micro cell wall mechanical and single fiber mechanics will be taken within one meterial, in order to establish the model between macro-mechanics and micromechanics..The achievement of this project can be used to enhanced additional value and technology content of Salix fibration; at the same time, it can be promote the use of Salix fiber in Paper and textile industry, expand the field of Salix fibration instead of low technical usage of Salix fiberboard.

本项目以西部地区特有的沙柳为原料，利用单根纤维拉伸技术、零距拉伸技术以及纳米压痕等先进的微力学测试方法，结合原子力显微镜和扫描电镜对不同生长年限、不同平茬次数的沙柳木材微力学性能做系统的研究，对其不同生长年限、不同平茬次数的木材细胞壁力学做连贯的、系统的研究，揭示其细胞壁力学的形成规律和机理，进一步揭示灌木生长机理与乔木生长机理的不同；另外，本项目采取宏观力学性能和微观力学性能对照测试的方法，对同一材料进行宏观力学和微观细胞壁力学及单根纤维的力学对比测试研究，旨在建立宏观力学和微观力学之间的关系模型。.本项目的研究成果可以进一步提高沙柳资源纤维化利用的科技含量和附加值，同时在造纸、纺织等领域中推进沙柳木纤维的利用，打破长期以来一直以沙柳纤维板低技术含量的纤维化利用的局面，进一步拓宽沙柳纤维化利用的领域。

沙柳木材是内蒙古自治区西部重要的林木资源，有着平茬复壮的生长特性，平茬有利于沙柳生长，因此起到防风固沙、改善生态环境、解决就业，提升木材综合利用的作用。本项目以沙柳为研究原料，对沙柳材性做了系统的研究，对沙柳的生长特性，不同生产年限、不同部位沙柳材的化学成分、年轮密度分布、微纤丝角、宏观力学性能、微观切片拉伸力学性能以及利用纳米压痕技术对沙柳细胞壁微观力学进行了初步研究；同时项目以西部其他木材，如竹柳、杂交杨等木材材性进行了对比研究；研究获得了不同生长年限、不同部位沙柳木材的力学特性，以及生长特性，得到沙柳细胞壁力学性能测试方法及性能；研究获得沙柳木材纤维长度小于一般纤维，这极大地影响了沙柳木材的纤维化利用；项目执行期内已发表论文4篇，已接受论文1篇，已投稿在修改论文2篇，授权实用新型专利1项，授权发明专利1项，出版沙柳力学性能测试标准1部。项目研究的科学意义在于为沙柳的利用提供了全面系统的基础数据，为沙柳纤维化利用、沙柳结构材的利用提供基础支撑，对指导沙柳在内蒙古西部的高效加工利用提供依据。