生物系统能构成与外界环境最佳匹配的化学结构.天然形成类似陶瓷结构的无机化合物需要相当长的时间.如果利用阔叶树环孔材孔隙结构作为陶瓷渗入和反应工艺的“模具”,合成速度可大大提高,籍此可形成一种木质结构陶瓷,这种以生物系统作为设计方案和材料合成的思想可概括为生物拟态
德国研究者把木材先烘干,去掉水分,然后将木材在1 800 0C的温度下真空炭化,得到网状多孔结构的碳化物材料,接着将其转入到1 6000C下盛有熔融的无机硅炉子里,生成碳化硅陶瓷,这种材料有望用作人工骨关节以及在航空、航天领域作为耐高温、防热结构材料。
利用松木、桦木、竹子和中密度纤维板(MDF)为木材原料,以颗粒直径为1}-5 mm的工业硅粉为原料,先将木材在120 0C温度下烘干,然后像制造木材陶瓷那样在900 0C下炭化得到木材陶瓷碳素材料,将其置十装有硅粉的石墨堪锅内,在1 6000C的真空炉内加热,最后形成碳化硅复合材料.用XRD分析表明,这种复合材料里包含p}SiC和自由硅两种物相,弯曲强度达到100-300 MPa,是木材陶瓷的10倍.由十良好的机械性能及碳化硅陶瓷的耐高温、耐腐蚀,具有木质细胞结构的陶瓷复合材料有可能在生物过滤工艺、医学移植体、催化剂载体以及高温轻型结构材料等领域获得广泛应用。