La nature a fourni l'inspiration pour la conception et la fabrication de matériaux d'ingénierie biomimétiques de haute performance. Bois, qui a été utilisé pendant des milliers d'années, a reçu une attention considérable en raison de sa faible densité et de sa haute résistance. Une structure cellulaire anisotrope unique confère au bois des performances mécaniques exceptionnelles. Au cours des dernières décennies, les chercheurs ont développé des matériaux monolithiques avec des structures cellulaires anisotropes tentant d'imiter le bois. Cependant, ces matériaux artificiels ressemblant au bois souffrent de propriétés mécaniques insatisfaisantes. C'est toujours un défi important de fabriquer des matériaux artificiels ressemblant au bois avec les propriétés de légèreté et de haute résistance du bois véritable.

Récemment, une équipe de recherche dirigée par le professeur YU Shuhong de l'Université des sciences et technologies de Chine (USTC) a démontré une nouvelle stratégie pour la fabrication à grande échelle d'une famille de bois polymères bio-inspirés avec des matériaux de matrice polyphénoliques similaires, microstructures cellulaires ressemblant au bois, produit via un procédé d'auto-assemblage et de thermodurcissement de résines traditionnelles (résine phénolique et résine mélamine). Ce travail a été rapporté dans Avancées scientifiques dans un article intitulé "Bois polymères bioinspirés" le 10 août.

Les résines thermodurcissables liquides ont d'abord été congelées unidirectionnellement pour préparer un "corps vert" avec la structure cellulaire, suivi du thermodurcissement ultérieur. Le bois artificiel résultant ressemble beaucoup au bois naturel dans les structures cellulaires à mésoéchelle, et présente une grande contrôlabilité de la taille des pores et de l'épaisseur de la paroi. Bénéficiant de la solution aqueuse de départ, il représente également une approche verte pour préparer des bois artificiels multifonctionnels en composant divers nanomatériaux tels que des nanofibres de cellulose et de l'oxyde de graphène.

Les bois polymères et composites présentent des propriétés de légèreté et de haute résistance, avec une résistance mécanique comparable à celle du bois naturel. Contrairement au bois naturel, le bois artificiel présente une meilleure résistance à la corrosion à l'eau et à l'acide sans diminution des propriétés mécaniques, ainsi qu'une bien meilleure isolation thermique et ignifuge. Les bois polymères artificiels se distinguent même des autres matériaux d'ingénierie tels que les matériaux céramiques cellulaires et les aérogels en termes de résistance spécifique et de propriétés d'isolation thermique. En tant que sorte de matériau d'ingénierie biomimétique, cette nouvelle famille de bois polymères bio-inspirés pourrait remplacer le bois naturel pour une utilisation dans des environnements difficiles.

Cette nouvelle stratégie fournit un moyen nouveau et puissant pour fabriquer et concevoir une large gamme de matériaux composites d'ingénierie biomimétiques haute performance avec une multifonctionnalité et des avantages souhaitables par rapport à leurs homologues traditionnels. Ils auront probablement de larges applications dans de nombreux domaines techniques.