在家具行业或者是使用木材的行业里，由于地域、耐候性等原因，木质部分生虫、开裂、变形等问题困扰着使用者，直至一种新型的改性木材的诞生，这些问题才开始逐渐解决。那么这种新型的改性木材工艺是什么？怎么来的？为什么可以实现呢？今天我们就这些问题聊一聊。
01
重新认识木材
从微观世界 从分子视角
木材可以描述为由木质素（一种天然塑料）黏合起来的纤维素所组成的复合结构自然材料。
如果没有木质素，木材会是一束松散的纤维；如果没有纤维素，木材会呈多孔海棉状，缺乏强度。
除了纤维素和木质素外，木材细胞中还含有水分和许多微量元素以及矿物质。对木材结构有大致的了解后，可以帮助使用者明白不同种类木材的不同特性和弯板能力、抗压能力等使用效果。
不同于其它制作家具的材料，木材对于湿度非常敏感，也就是说它会吸收或释放水分。木材在任何时候都会吸收湿气，尤其是没有做表面处理时，会使木材膨胀。
所以才会出现在潮湿天气，木门可能会因为吸收湿气膨胀，变得很难开合，而在干燥天气则释放水分过快过多产生开裂现象。
▲ 木材的大致构成比例
木材的主要成分是纤维素（40-50%）、半纤维素（25-35%）和木质素（软木为25-30%，硬木为20-25%）。
纤维素和半纤维素是碳水化合物，是木材的结构成分。纤维素是一条长链（DP 5000–10000）由葡萄糖单元组成，而半纤维素是较短的链（DP 150–200）由各种单糖组成，半纤维素的组成和含量因木材种类而异。
简单点讲：纤维素和半纤维素主要成分就是各种“糖”和水。
我们都知道“糖”是营养物质，对于微生物、虫子也是，这也是就是木材在应用中产生各种问题的根源之一，另一个根源就是“水”。
02
木材常见应用问题
从糖分到水分
木材应用已经有数千年或上万年历史，从垒屋筑墙到家居日用品处处都离不开木材。特别是家具，木材是不可或缺的材料，甚至是唯一材料。
为什么我们能看到传承至今的各种玉器、石器、青铜器却看不到宋元时期往前的家具呢？能追溯历史的最多到明清时期，这都还只有名贵木材才行。
▲ 成为藏品的明清时期家具
是因为除了木材本身有存在“使用年限”外，还会出现各种应用问题，比较明显的问题就是：受潮、生霉、腐烂、翘曲、开裂和虫蛀。
▲ 木材六大问题
这六个问题与水分和糖分息息相关，木材在任何场景下都会吸收水分，当空气中水分较多时，就容易受潮。受潮后微生物作用下，凭借着木材的糖分滋养，就会出现长出霉菌，霉菌吞噬木材的纤维素（糖）之后，或过程中，木材会腐烂。
另外就是当水分短时间内失衡时，木材还会发现翘曲、开裂的现象，受潮或翘曲，木门或者是家具的柜门如果全是实木时就有吱嘎吱嘎的开合声或闭合不严等问题。
木制品虫蛀、腐烂问题有概率出现，在低层建筑出现得比较多，一旦出现产品基本就报废了，不可逆，即便灭虫之后对于产品都是永久性损坏。
03
乌木 / 碳化木
从自然到工业化
“家有财宝一箱 不如乌木一方”，这是中国民间对于乌木的一种描述，从古至今都陆续有乌木被人发现，这些来自低洼河床底的木材在沉寂上千年之后再现世间，引起从民间乡绅世家到皇家王室的关注，因其贵重和不腐、不生虫等若干好处被用于制作家具和寿材。
▲ 上海尊木汇展示的乌木
乌木的诞生过程是从原木进行改性，其过程被称为炭化，因此被称为“碳化木”，仍有木材的加工性能，却无常见木材的应用问题。
进入近现代之后，木材的应用量越来越大，木材的应用问题也就是随之而来，随着工业革命的开启，各行各业的传统材质都得到改进，在木材的应用上也被很多国家相关机构进行研究。
▲ 碳化木又称为热处理木材
加热木材可获得木材含水率降低的同时对木材的物理性能、防虫等性能也有所改善的研究成果早在1937年就被欧洲发现。
1990年代后期，爱沙尼亚、芬兰等国开始对通过加热木材达到改性的工艺进行商用，并称之为热处理木材。
▲ 碳化木从桑拿房的特需材料到室外、室内家具的应用
至2007年，美国热处理公司开始逐渐多了起来，2012年，最早做热处理木材的公司进入美国，并开启了全球多个国家的推广应用之旅，让碳化木在全球范围内开始越来越多的人关注。
▲ 碳化木全球应用简史
在全球开始越来越多的应用碳化木之后，该工艺的木材用量节节攀升。以ThermoWood公司公开的产量为例，从2001年到2020年年产量从1万多立方米到23万立方米，从侧面佐证了该木材工艺的受欢迎度。
碳化木工艺在中国市场上也有部分厂商选择，其中大多数主要应用于室外的产品，2018年左右，什木坊木门研发团队开始关注起碳化木工艺，并反复探索试验，至2021年将碳化木应用于各个系列产品里，通过市场端消费者反馈来看，普遍认同碳化木的环保等多个方面的优势。
04
详解碳化木
工艺到特性
碳化工艺对木材改性是如何实现的呢？
底层原理：去“糖”&去水分。
▲ 碳化木生产车间
在对木材进行加热处理时，达到200度以上高温之后，木材里的纤维素大量聚集并降解，水分蒸发至0%状态，逐渐降温后水分比例会有所回升，但会稳定下来，并且在后续使用过程中几乎不会再回升到改性之前。
▲ 碳化木含水率变化参考
在200度左右的高温、失氧环境下，木材快速老化，降解糖分、树脂等被解析出或被“燃烧”（根据处理工艺不同，燃烧的状态不同），让碳化后的木材拥有与未处理木材完全不同的细节。
▲ 碳化木在显微镜下与350年历史木材相似
在全球对于木材方面研究文献来看，普遍认为热处理木材（碳化木）有以下特色。
A、木材耐用度大幅提升，分别达到25年-50年及以上。
B、木材密度重量降低，在运输营建等应用上降本增效。
▲ 不同木材的不同程度的碳化效果
C、木材颜色发生改变，部分普通木材碳化之后能达到高端木材纹理效果。
D、对于防虫有显著效果，有效降低虫蛀风险。
E、对于防霉有显著效果，多个国家的研究资料均有实验数据对此证实。
F、物理处理天然环保，对比用化学处理的防腐木有更好效果。
G、尺寸的稳定性增加，耐候性大幅度增加，开裂、翘曲情况大幅度降低或杜绝。
总结
碳化木并非发明创造级工艺，拥有的特性对于木材的应用有革命性的意义，在部分国家享有无可比拟的重要性，在中国尚属于未全面推广的木材改性工艺，应用于室内家具的更为鲜见。
什木坊是中国木门行业创立时间较早的品牌之一，二十余年的成长历史里对于家居健康非常关注，在全国拥有数百上千家销售网点，因为木材的天然特性让很多地区的实木类定制产品存在品质风险，今年推出来的碳化木产品大幅度对这种情况进行改善。
基于连日来超大量的碳化木（热处理木材）工艺的研究，我们从零开始认识了这种工艺，并被这些资料、视频安利了，认为碳化木如果能得到大力推广的话，除了对现有木材的问题改善外，还是对森林资源的另一种保护。
