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Materials 材料

木材结构

木材是一种各向异性的多孔材料，具有从分子单位到
管状细胞的分层结构，将其粘合在一起以形成树木。

要描述木材结构，就必须考虑木材在不同长度范围内

的不同成分。
树木分为两个主要子类别，软木和硬木。 软木是
裸子植物的木材，其种子由未包在胚珠中的种子发芽，
（a）硬木（左）和软木（右）；（b）硬木细胞的结构图；（c）软
树叶通常为针叶状。 木细胞的结构图。其中 tangential（切线）、longitudinal（纵向）和
radial（径向）这三个标签示意图代表了木材生长的三个主要方向。
硬木则是来自被子植物的木材，其种子被胚珠包 在一段相对离散的时间间隔内，大量的细胞一起产生的现象被称为
生长增量或生长环。早材细胞是指在生长初期形成的木材细胞。在
围，多数为开花和阔叶树。除了它们的来源种子外， 生长后期形成的木材细胞被称为晚材细胞。一般来说，晚材生长的
年轮比早材生长的年轮密集。（b，c）这两张图由一位来自于森林
软木和硬木之间最重要的区别在于它们的细胞结构。 产品实验室的匿名艺术家创作。
导管的主要功能是水的导通，流过端对端的导管连
木材的细胞结构 接称为穿孔。 导管具有 100-1200 微米的长度，并且显

软木细胞结构主要由轴向筛管和射线细胞组成。 在横 示为木材的横向平面的大开口与直径范围为 50-200 微
切面图中，筛管以矩形细胞的形式出现，壁厚为 3–10 米。 纤维比导管长 2–10 倍。

微米，分别在晚材和早材中更厚或更薄。 硬木纤维（约占木材体积的 24%）类似于针叶木

射线细胞以直角棱柱的形式出现，通常在从髓到树 筛管，但由于它们仅用作机械支撑，因此具有较小的
皮的径向上高 15 微米，宽 10 微米，长 120-250 微米。 细胞腔。 硬木中的射线细胞在结构上比软木中的射线
筛管是沿着树干的纵向排列的细长管状细胞（取决于 细胞多样化得多，但功能相似。

木材种类，平均长度为 1 毫米至 10 毫米）。

它们的中空内部被称为细胞腔。气孔占木材总体积 木材与水的关系
的 90%，就软木的机械支撑和水传输而言，它们是最 像许多其他生物材料一样，木材是吸湿性材料。木材
重要的细胞。 根据周围环境的温度和相对湿度（RH）不断与周围的

筛管之间的输水系统由细胞壁上的空腔（称为凹 空气交换水分。

坑）组成。 筛管末端彼此重叠，并通过成对的凹坑相 木材中的水分可分为游离水或结合水。游离水定义
互连接，使水从一个细胞流到另一个细胞。 射线细胞 为存在于木材的空隙中（例如：细胞腔）的水，并且
沿径向排列，其主要功能是生化产物的合成，储存和 可以呈蒸气，液态或固态。结合水是吸收到木材聚合

横向传导。 物中的水。

在硬木中，发现了三种重要的细胞类型：导管，纤 低于纤维饱和度（根据定义通常为 30% 含水率）时，
维和射线细胞。 导管是长的空心管，由称为容器元件 水分以水蒸气形式存在于木质细胞结构中的空隙和结
的特殊单元堆叠而成。 合水中。

亚洲木工业 二零二零年一月至二月份 53