木材中的纳米分形木质纤维及碳素纤维材料的制备

第ｌ４卷第３期　纤　维　素　科　学　与　技　术　Ｖ　ｌ｜ｌ４　Ｎｏ．３　２００６年９月　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｓｅｐｔ．２００６　文章编号：１００４－８４０５（２００６）０３－００４７－０５　木材中的纳米分形木质纤维及碳素纤维材料的制备　马晓军１，２，　赵广杰２，　马尔妮　（１．天津科技大学包装与印刷工程学院，天津３００２２２；　２．北京林业大学材料科学与技术学院，北京１０００８３）　摘要：利用分形理论构建了木材细胞壁中的分形木质纤维，并计算了分形木质纤　维Ｓ。层和Ｓ２层的扭曲分形维数，指出木材中具有纳米尺度的纤维结构；同时，以　木材液化和纳米纺丝技术为基础，提出了木材苯酚液化产物制备碳素纤维材料的构　思和技术路线，为解决木材纳米、微米材料的制各提出了新思路。　关键词：分形木质纤维；分形维数；木材液化；碳素纤维材料　中图分类号：ＴＱ３５２．４　文献标识码：Ａ　木材是天然生态环境材料，且可再生。随着资源和能源危机的产生，木材的应用已不再　停留在木制品、木材加工、建筑等传统产业方面，现代科技已经将木材转化为如陶瓷木、燃　油、树脂、胶粘剂等ｌｌ，２】高科技材料和化工原料，扩大了木材的应用领域，提高了木材加工　的产值和木材的整体利用价值，为实现木材高效、科学、可持续利用奠定了基础。本文从分　形木质纤维和木材苯酚碳素纤维材料的制备两个方面介绍了木材纳米、微米材料的制备思路　和理论依据，为木材的高新应用研究提出新思路。　１木材细胞壁中的分形木质纤维　１．１分形纤维　分形（ｆｒａｃｔａ１）的概念是２Ｏ世纪７Ｏ年代法国数学家Ｍａｎｄｅｌｂｒｏｔ提出的，用以定量表达　自然界中传统欧式几何学不能描述的复杂的几何现象，并揭示了非线性系统中有序与无序、　确定性和随机性的统一问题【３】。具体地说，分形是指不规则的、分离的、支离破碎的物体，　它具有两个明显的特点：其一，分形具有自相似性（ｓｅｌｆｓｉｍｉｌａｒｉｔｙ），即重复放大分形的细部　可看到本身相似的结构再度出现；其二，分形缺乏平滑性（ｎｏ　ｓｍｏｏｔｈｉｎｇ），它总是凹凹凸凸、　弯弯曲曲、不连续、不可微分。　分形的特点可用分形维数（又称为豪斯道夫维数）Ｄ来描述，即　Ｄ＝ＩｎＮ（ｒ）／Ｉｎ（１／ｒ）　（１）　式中，Ｎ（，）为１个原有单位所度量的图形在用新单位度量时所具有的个数，ｌ／，为原有单　位长与新单位长，之比。　分形纤维指的是在纳米尺度范围（１～１００　ｎｍ）内存在的一种超维分形结构单元，经３～　４个数量级的自相似放大后，形成了宏观纤维的超维扭曲分形结构【４】。所谓超维，是指物体　的形态不具有整数维，因而难以用欧几米德几何学来描述。目前的合成纤维基本为横平竖直　收稿日期：２００５．０８．１６　基金项目：国家自然科学基金项目“木材苯酚液化生成物的碳素纤维化材料制备”（０４７１３５１）　作者简介：马晓军（１９７５～），男，博士研究生，主要从事木材液化产物的利用的研究。　维普资讯 http://www.cqvip.com

４８　纤维素科学与技术　第ｌ４卷　的均一结构，没有纳米尺寸的超维分形结构单元，整体纤维也不具有分形结构：而天然纤维　的结构则符合分形理论的超维变化，从原纤微纤的扭曲开始，经自相似放大后形成整体纤维　的扭曲，因此，天然纤维内在的超维自然扭曲是其特有的一种分形结构。　由于合成纤维不具有天然纤维这种内在的超维自然扭曲分形结构，因此合成纤维的改性　仿天然纤维主要是从纤维性能上模仿，而无法从本质上改性和仿真，通过研究天然纤维的分　形结构，寻找到纳米尺度的可形成分形结构的基本单元，使从纤维成形开始就设法实现分形　结构的形成，为合成纤维实现具有纳米尺度的分形结构奠定理论基础，从而使合成纤维从仿　天然进入超天然及综合天然纤维与合成纤维优点的新阶段。　１．２木材细胞壁结构【ｊ　木材细胞壁，根据其形成阶段可分为初生壁（ｐｒｉｍａｒｙｗａｌｌ，Ｐ）和次生壁（ｓｅｃｏｎｄａｒｙｗａｌｌ，Ｓ）。　两相邻细胞之间的部分，称为胞间质（ｍｉｄｄｌｅ　ｌａｍｅｌｌａ，Ｍ）。在光学显微镜下，胞间质与两相邻　细胞的初生壁往往难以区分，因而合称为复合胞间质（ｃｏｍｐｏｕｎｄ　ｍｉｄｄｌｅ　ｌａｍｅｌｌａ）。在高倍次电　ｗ　子显微镜下，次生壁的内表面还往往有一层微细的隆起物，它称为瘤层（ｗａｒｔｙｌａｙｅｒ，Ｗ）嘲。　初生壁和次生壁在化学成分和微纤丝排列上往往有所不同，次生壁Ｓ也因微纤丝的排列　方向而划分为外层Ｓｌ、中层Ｓ２和内层Ｓ３。上述木材细胞结构如图ｌ所示。　Ｐ　Ｍ　虽然木材细胞的胞壁结构具有共同的规律，但其也会因细胞种类的不同而存在差异，以　下仅以管胞、木纤维为例来说明其壁层厚度和微纤丝的排列方向。　管胞和木纤维各壁层厚度的百分率如下：Ｐ＞１％、Ｓ１＝１０％～２２％、Ｓ２＝７０％，－－￣９０％、Ｓ３　＝２％～８％。这表明管胞和木纤维的初生壁比次生壁薄得多，且次生壁中层为胞壁中最厚的　一层，成为构成细胞壁的主体。　管胞和木纤维的初生壁微纤丝呈无定向松散交织的网状结构，微纤丝排列的主方向与细　１０－￣３０。角；Ｓ３层微纤丝与细胞主轴成６０－－￣９０。角。　胞主轴略成垂直。次生壁Ｓｌ层微纤丝与细胞主轴成５０－－￣７０ｏ角；Ｓ２层微纤丝与细胞主轴成　Ｍ　图１　木材细胞壁结构示意图　Ｍ一胞间质；Ｐ一初生壁：Ｓ一次生壁；Ｗ一瘤层　１．３分形木质纤维　与棉纤维一样［６１，木质纤维的扭曲源头也在Ｓｌ层和Ｓ２层。由上述管胞和木纤维Ｓｌ层和　Ｓ２层微纤丝与细胞主轴的夹角　的大小，可得二者的　（Ｓ１）＝５Ｏ。、　（Ｓ２）＝１０。（各取最小值）。　图２为木材微纤丝分形扭曲示意图，根据式（１），可以推导出分形木质纤维的分形维数Ｄ为：　维普资讯 http://www.cqvip.com

第３期　马晓军等：木材中的纳米分形木质纤维及碳素纤维材料的制备４９　Ｄ＝ｌｇ２／ｌｇ（２　ｃｏｓｔｇ）　（２）　将ｏ（ｓ１）＝５０。、０（ｓ２）＝ｌ０。代入式（２），可得分形木质纤维Ｓｌ层和Ｓ２层的扭曲分形维数Ｄ（Ｓ１）　－－２．７６、Ｄ（Ｓ２）＝１．０２。　２木材苯酚液化产物制备碳素纤维材料　２．１木材液　卜　木材的主要成分为纤维素、半纤维素和木质素，含有大量以羟基为代表的活性基团，是　一种丰富的潜在化工原材料。但木材又是难熔难溶的天然复合材料，难以通过加热和加压等　方式进行加工，因此影响了木材资源的利用和回收。木材液化技术的研究使木材的加工和应　用发生了根本性的改变。　木材液化技术始于１９２５年，主要是指在某些有机物或催化剂的存在，以及加压或常压　条件下，将木材转化为液体的热化学过程。通过液化方式可以将固态木材大分子降解成具有　反应活性的液态小分子，从而使木材转化为醇类、可燃性ｌ油、或其他带有特定官能团的化合物，　成为燃料或化工原料被使用。　当前木材液化方法主要分为两种，一种为酚存在下，以酸为催化剂的中温反应，或无催　化剂的升温液化；另一种为多元醇存在下，以碱为催化剂的木材液化。根据木材液化方法的　不同，产物结构与用途也不同。木材酚解产物可用于制备酚醛树脂和环氧树脂，醇解产物可　用于制备聚氨酯材料。　２．２木材苯酚液化产物碳素纤维材料制备思路　目前木材碳素纤维材料主要常见的有纤维素基碳纤维和木素基碳纤维。由于木材是天然　高分子聚合物，以前纤维素基碳纤维和木素基碳纤维都是通过化学方法将纤维素和木素从木　材中分解出来，再制备成碳素纤维材料。这使得制备工序复杂，生产成本增加，分解中对环　境产生污染，而且也使得木材中的其他大量含碳分子被遗弃，碳纤维的得碳率和抗拉强度低，　限制了木材碳素纤维材料的发展【１３，１４Ｊ１。　通过液化方式将固态木材大分子降解成具有反应活性的液态小分子，使得细胞壁主成分　分子与液化溶剂分子结合变成能够自由流动的液态，无须分离出木材的主成分，这将简化了　木材碳素纤维材料纺丝液的调制过程，同时，液化木材的所有成分都可经过纺丝、碳化过程　最终变成木材碳素纤维材料。　基于这样的考虑，木材苯酚碳素纤维材料首先通过：　材或化学修饰木材的苯酚液化物得　到分离状态的细胞壁主成分纤维素、半纤维素和木素，然后加入硬化剂如六亚甲基四胺，进　行缩聚反应制备纺丝液，利用现代纳米纺丝技术纺丝后，加热硬化得到木材苯酚纤维，再通　过炭化过程最终得到纳米或微米级碳纤维［１５－１ｇＪ］。　２．３主要技术路线［１９－２４］　匝　一圆一匝　一匾一　圆—　困　巫　囹　图３木材苯酚碳素纤维材料制备技术路线　根据木材苯酚液化产物制备碳素纤维材料的思路，其制备过程大体可分为以下几步：　维普资讯 http://www.cqvip.com

５０　纤维素科学与技术　第１４卷　（１）木材苯酚液化木材液化方法很多，利用苯酚液化木材主要因为其无须催化剂且反　应条件要求低，同时，产物在室温下有较好的流动性，反应剩余的苯酚溶液在后续工序可以转　化为树脂。木材液化后仍有少部分残渣存在，用丙酮稀释木材苯酚液化物后过滤，除去残渣以　减少对纺丝工艺的影响；丙酮可蒸馏掉。由于木材中的纤维素、半纤维素、木素主成分和苯酚　之间发生的反应样式，以及生成物的构造等对纺丝工艺和碳素纤维材料性能有影响，因此，可　以通过核磁共振ＮＭＲ谱、红外ＩＲ谱对其反应样式和液化生成物的化学构造进行研究。　（２）纺丝工艺　通过六亚甲基四胺、苯酚和木材成分在不同温度条件下发生附加缩聚反　应，调节三者的比率、反应温度，研究其对纺丝液拉丝性能的影响。研究表明，碳纤维原丝　越细，产品的抗拉强度越大，因此，可以利用现代纳米纤维纺丝技术如静电纺丝技术来实现　木材液化产物的纳米纤维的纺制，从而达到细化原丝的目的，以增强木材碳素纤维材料的抗　拉强度，同时，纳米纺丝技术是实现具有纳米或微米尺度木材碳素纤维材料的关键工艺【２５－２　。　（３）纤维热稳定化　在此过程中，主要是让纺丝后的木材纤维以一定的速率拉伸，并在　拉伸过程中加热稳定，使木材纤维分子再取向，并通过改变硬化氛围、硬化温度等因子，研　究其对木材酚醛纤维化的影响，以及通过ＤＳＣ（示差扫描量热仪）、ＴＧＡ（热重分析仪）、　气相质谱仪等定性、定量研究硬化反应的机理。　（４）纤维炭化将木材纤维加热到８００＂－＂１０００℃左右使其炭化，最终得到木材碳素纤维　材料。可以通过选择不同的加热速率、炭化氛围介质（惰性气氛中或反应性气氛中）等因素，　研究其对碳率、碳纤维强度的影响，并通过差热一热重分析测定仪（Ｄ１－Ａ。１℃）研究木材酚　醛纤维在热解过程中的变化，以及用ＭＳ检测其高温分解产物，分析木材苯酚碳纤维的炭化　机理【２８】。　３　总结　分形木质纤维的研究从根本上坚定了木材中纳米空间和纳米尺度纤维存在的理论依据，　为木材纳米材料的研究奠定了基础。木材苯酚碳素纤维材料利用木材液化技术克服木材碳素　纤维材料以往的制备缺点，同时通过现代纳米纺丝技术实现了木材纳米、微米材料的制备难　题，开拓了木材的应用领域。　参考文献：　『１１　Ｆｉｅｒｚ　Ｈ　Ｅ．Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　ｏｆｗｏｏｄ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ［Ｊ１．Ｃｈｅｍｉｓｔｙｒ　ａｎｄ　Ｉｎｄｕｓｔｙｒ　Ｒｅｖｉｅｗ，１９２５，４４：９４２．　［２】Ａｐｐｅｌｌ　Ｈ　Ｒ，Ｆｕ　Ｙ　Ｃ，Ｆｒｉｅｄｍａｎ　Ｓ，ｅｔ　ａ１．Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ　ｏｆ　ｃｅｌｌｕｌｏｓｉｃ　ｗａｓｔｅ　ｔｏ　ｏｉｌ［Ｊ］．Ｂｕｍａｕ　ｏｆＭｉｎｅｓ　Ｒｅｐｏｒｔ　ｏｆＩｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ，１９７１（７）：５６０．　【３】高峻，张劲松，孟平．分形理论及其在林业科学中的应用［Ｊ］．世界林业研究，２００４，１７（６）：１１．　【４］吴大诚，杜仲良，高绪珊．纳米纤维【Ｍ】．北京：化学工业出版社，２００３．　【５】尹思慈．木材学【Ｍ】．北京：中国林业出版社，１９９６．　［６　高绪珊，童俨，庄毅，等．天然纤维的分形结构和分形结构的开发［６］Ｊ］．合成纤维工业，２０００，２３（４）：３５．　【７】木质新素材编写组．木质新素材【Ｍ】．技报堂，１９９２．　【８】白石信夫．木材０　乡　于　岁化［Ｊ］．木材学会志，１９８６，３２（１０）：７５５．７６２．　『９］Ａｌｍａ　Ｍ　Ｋ，Ｙｏｓｈｉｏｋａ　Ｍ，Ｙａｏ　Ｙ，ｅｔ　ａ１．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｈｅｎｏｌａｔｅｄ　ｗｏｏｄ　ｕｓｉｎｇ　ｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｃ　ａｃｉｄ　ａｓ　ｃａｔａｌｙｓｔ［Ｊ１．Ｗｏｏｄ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ｎａｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１９９５，３０：３９．４７．　【１０】Ｙａｍａｄａ　Ｔ，Ｏｎｏ　Ｈ，Ｏｈａｍ　Ｓ，ｅｔ　ａ１．Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｈｔｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｓ　ｒｅｓｕｌｔｉｎｇ　ｆｒｏｍ　ｄｉｒｅｃｔｌｉｑｕｅｆａｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ　Ｉ『Ｊ］．Ｍｏｋｕｚａｉ　Ｇａｋｋａｉｓｈｉ，１９９６，４２（１１）：１０９８．１１０４．　维普资讯 http://www.cqvip.com

第３期　马晓军等：木材中的纳米分形木质纤维及碳素纤维材料的制备　５１　【ｌｌ】张求慧，赵广杰．木材的苯酚及多羟基醇液化【Ｊ】．北京林　业大学学报，２００３，２５（６）：７１－７６．　【１２】谢涛，谌凡更，詹　宇．木材液化及其在高分子材料中的应用【Ｊ】．纤维素科学与技术，２００４，１２（２）：４７・５３．　【１３】王茂章，贺福编著．碳纤维的制造、性质及其应用【Ｍ】．北京：科学出版社，１９８４．　【１４】沈曾民主编．新型碳材料【Ｍ】．北京：化学工业出版社，２００３．　【１５】Ｔｓｕｊｉｍｏｔｏ，Ｎａｏｈｉｋｏ．Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｗｏｏｄ・ｐｈｅｎｏｌ　ｒｅｓｉｎ　ｉｆｂｅｒ［Ｃ］．１　１９８５　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ　ｏｎ　Ｗｏｏｄ　ａｎｄ　Ｐｕｌｐｉｎｇ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，１　９８５：１　９－２０．　【１　６】Ｎ．Ｔｓｕｊ　ｉｍｏｔｏ．Ｒｅｓｅｎｔ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ｗｏｏｄ　ｎａｄ　ｗｏｏｄ・ｂａｓｅｄ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ［Ｃ］．Ｔｈｅ　Ｓｏｃｉｅｔｙ　ｏｆ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，　Ｊａｐａｎ，ＥｌｓｅｖｉｅｒＡｐｐｌｉｅｄ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，１９９３：１６９・１８３．　【１　７】Ｌｉｎ　Ｌ，Ｙｏｓｈｉｏｋａ　Ｍ，Ｙａｏ　ｅｔ　ａ１．Ｐｈｙｓｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｍｏｌｄｉｎｇｓ　ｆｒｏｍ　ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ　ｗｏｏｄ　ｒｅｓｉｎｓ［Ｊ］．Ｊ　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，１９９５，５５：１５６３・１５７１．　【１　８】Ｔｓｕｊｉｍｏｔｏ　Ｎ．Ｐｌａｓｔｉｃｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｗｏｏｄ［Ｃ］．Ｉｎ　Ｐｒｅｐｒｉｎｔｓ　ｆｏｒ　１４ｔｈ　Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ　ｏｎ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｏｆ　Ｗｏｏｄ．Ｋｙｏｔｏ，１９８４：１７．　【１９】Ｋ．Ｓｕｄｏ．，Ｋ．Ｓｈｉｍｉｚｕ．Ｎｅｗ　ｃａｒｂｏｎ　ｉｆｂｅｒ　ｆｒｏｍ　ｌｉｇｎｉｎ［Ｊ］．Ｊ　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｏｌｍｙｅｒ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，１９９２，４２（１）：１２７・１３４．　【２０１　Ｓ．Ｋｕｂ，　Ｕｒａｋｉ，　Ｓａｎｏ．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃａｒｂｏｎ　ｉｆｂｅｒｓ　ｒｆｏｍ　ｓｏｆｔｗｏｏｄ　ｌｉｇｎｉｎ　ｂｙ　ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ　ａｃｅｔｉｃ　ａｃｉｄ　ｐｕｌｐｉｎｇ［Ｊ］．Ｃａｒｂｏｎ，１９９８，３６：１ｌ１９・１１２４．　【２　１】Ｋｉｔａｍｕｒａ，Ｔｏｓｈｉｈｉｒｏ，Ｋａｔａｙａｍａ，ｅｔ　ａ１．Ｂｅｈａｖｉｏｒ　ｏｆ　ｃｏｐｐｅｒ，ｃｈｒｏｍｉｕｍ　ａｎｄ　ａｒｓｅｎｉｃ　ｄｕｒｉｎｇ　ｃａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆＣＣＡ　ｔｒｅａｔｅｄ　ｗｏｏｄ［Ｊ］．Ｍｏｋｕｚａｉ　Ｏａｋｋａｉｓｈｉ，２０００，４６（６）：５８７・５９５．　【２２】Ｆｕｊｉｎｏ，Ｔａｋａｈｉｒｏ．Ｐｈａｓｅ　ａｎｄ　ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ　ｃｈａｎｇｅ　ｏｆ　ｃａｒｂｏｎｉｚｅｄ　ｗｏｏｄ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｂｙ　ｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌ　ｒｔｅａｔｍｅｎｔ［Ｊ］．Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｉｏｎｉｃｓ，２００２，１５１：１９７・２０３．　【２３】Ｈｉｒｏｓｅ，Ｔａｈａｓｈｉ，Ｆｕｊｉｎｏ，ｅｔ　ａ１．Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｃａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ　ｃｈａｎｇｅｓ　ｏｆ　ｗｏｏｄｃｅｒａｒｎｉｃｓ　ｉｍｐｒｅｇｎａｔｅｄ　ｗｉｔｈ　ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ　ｗｏｏｄ［Ｊ］．Ｃａｒｂｏｎ，２００２，４Ｏ（５）：７６　１・７６５．　【２４】Ｊ．Ｆ．Ｋａｄｌａ，Ｓ．Ｋｕｂｏ．Ｖｅｎｄｉｔｔｉ，Ｒ．Ａ，ｅｔ　ａ１．Ｌｉｎｇｉｎ・ｂａｓｅｄ　ｃａｒｂｏｎ　ｉｆｂｅｒｓ　ｏｆｒ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｉｆｂｅｒ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．　Ｃａｒｂｏｎ，２００２，４０（１５）：２９１３・２９２０．　【２５】赵胜利，黄勇．高压静电纺丝的研究与进展【Ｊ】．纤维素科学与技术，２００２，１０（３）：５３．５９．　【２６】章金兵，许民，龙小艺．纳米纤维的研究进展【Ｊ］．江西化工，２００４，３：２４．３０．　【２７】赵胜利，宣英男，黄勇．乙基氰乙基纤维素溶液的高压静电场纺丝【Ｊ］．高分子材料科学与工程，　２００４，２０（２）：１５１－１５７．　【２８】Ｌｉｕ　Ｑｉｎｇｆｅｎｇ，Ｌｕ　Ｃｈｕｎｘｉｎａｇ，Ｙａｎｇ　Ｙｏｎｇｇａｎｇ，ｅｔ　ａ１．Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｗｏｏｄ—ｄｅｒｉｖｅｄ　ｒａｙｏｎ　ｉｆｂｅｒ　ｂｙ　ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｙ－ｍａｓｓ　ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆＭｏｌｅｃｕｌｒａ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，２００５，７３３：１９３・２０２．　Ｎａｎｏ—Ｆｒａｃｔａｌ　Ｍｉｅｒｏｆｉｂｒｉｌ　ｉｎ　Ｗｏｏｄ　ａｎｄ　Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｏｄ　Ｃａｒｂｏｎ　Ｆｉｂｒｏｕｓ　Ｍａｔｅｒｉａｌ　ＭＡ　Ｘｉａｏ－ｊｕｎ　＇－，　ＺＨＡＯ　Ｇｕａｎｇ－ｊ　ｉｅ　，　ＭＡ　Ｅｒ－ｎｉ　（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆＰａｃｋａｇｉｎｇ　ａｎｄ　Ｐｒｉｎｔｉｎｇ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｔｉａｎｊｉｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ｎａｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，　Ｔｉａｎｊｉｎ　３００２２２，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆＭａｔｅｒｉａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　Ｆｏｒｅｓｔｒｙ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１　０００８３，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｆｒａｃｔａｌ　ｔｈｅｏｒｙ　ｗａｓ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｂｕｉｌｄ　ｆｒａｃｔａｌ　ｍｉｃｒｏｆｉｂｒｉｌ　ｉｎ　ｗｏｏｄ　ｃｅｌｌ　ｗａｌ１．ａｎｄ　ｆｒａｃｔａｌ　ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ　ｏｆ　ｆｒａｃｔａｌ　ｍｉｃｒｏｆｉｂｒｉｌｌａｙｅｒ　Ｓ　１　ａｎｄ　ｌａｙｅｒ　Ｓ２　ｗｅｒｅ　ｃａｌｃｕｌａｔｅｓ，ｔｈｅｎ　ｗｏｏｄ　ｉｆｂｅｒ　ｒｆａｍｅ　ｗｉｔｈ　ｎａｎｏｍｅｔｅｒ　ｓｃａｌｅ　Ｗａｓ　ｐｏｉｎｔｅｄ　ｏｕｔ．Ａｔ　ｔｈｅ　ｓａｍｅ　ｔｉｍｅ．ｔｈｅ　ｔｈｅｏｒｅｔｉｃ　ｉｄｅａｓ　ａｎｄ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｒｏｕｔｅ　ｏｆ　ｗｏｏｄ　ｃａｒｂｏｎ　ｉｆｂｒｏｕｓ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｐｒｅｐａｒｅｄ　ｂｙ　ｕｓｉｎｇ　ｗｏｏｄ．ｐｈｅｎｏｌ　ｌｉｑｕｅｆａｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｄｕｃｔ　ｗｅｒｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｂａｓｅ　ｏｆ　ｗｏｏｄ　ｌｉｑｕｅｆａｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｎａｎｏ．ｓｐｉｎｎｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ．ｗｈｉｃｈ　ｗｉｌｌ　ｄｅｖｅｌｏｐ　ａ　ｎｅｗ　ｐａｔｈｗａｙ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｗｏｏｄ．ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｗｉｔｈ　ｎａｎｏ—ｍｉｃｒｏｎ　ｓｃａｌｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｍｉｃｒｏｆｉｂｒｉｌ；ｆｒａｃｔａｌ　ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ；ｗｏｏｄ　ｌｉｑｕｅｆａｃｔｉｏｎ；ｃａｒｂｏｎ　ｉｆｂｒｏｕｓ　ｍａｔｅｒｉａｌ