木(mu)材(cai)吸著(zhe)水(shui)研(yan)究（低(di)場核(he)磁共(gong)振技(ji)術(shu)）

木材(cai)中水(shui)分(fen)存在(zai)哪(na)些(xie)狀態(tai)？

按(an)水(shui)分(fen)與木(mu)材(cai)的結(jie)合形(xing)式(shi)與位(wei)置(zhi)，可分(fen)為三(san)類：自由水(shui)、吸(xi)著(zhe)水(shui)和(he)結(jie)合水(shui)。木(mu)材(cai)中主(zhu)要水(shui)分(fen)是自由水(shui)和(he)吸著(zhe)水(shui)，化(hua)合水(shui)的含量非(fei)常(chang)少。日(ri)常使用中，吸著(zhe)水(shui)對(dui)木(mu)材(cai)的性(xing)能(neng)起(qi)著(zhe)至(zhi)關重要的作用。

木材(cai)自由水(shui)：

木(mu)材(cai)中的毛細管(guan)系(xi)統有(you)兩(liang)大(da)類，即(ji)大細管(guan)系(xi)統和(he)微(wei)毛細管(guan)系(xi)統。木材(cai)中的水(shui)分(fen)就(jiu)存在(zai)於(yu)這些(xie)毛細管(guan)系(xi)統之中(zhong)。

由細胞腔(qiang)組(zu)成(cheng)的大毛細管(guan)系(xi)統，對水(shui)分(fen)的束(shu)縛(fu)力很(hen)小以至(zhi)無束(shu)縛(fu)力，水(shui)分(fen)能(neng)夠(gou)從(cong)大毛細管(guan)系(xi)統的斷面自由地(di)蒸發出(chu)去(qu)。因此，把存(cun)在(zai)於(yu)大毛細管(guan)系(xi)統內的水(shui)分(fen)，叫做(zuo)自由水(shui)。自由水(shui)的增減，只(zhi)能(neng)影響木材(cai)的重量、保(bao)存(cun)和(he)燃燒能(neng)力，而(er)不(bu)影響木材(cai)的性(xing)質。

木材(cai)吸著(zhe)水(shui)：

由互(hu)相通(tong)連(lian)的細胞壁構成(cheng)的微(wei)毛細管(guan)系(xi)統，對水(shui)分(fen)有(you)程度不(bu)同的束(shu)縛(fu)力，若(ruo)要使微(wei)毛細管(guan)系(xi)統內的水(shui)分(fen)向空中(zhong)蒸發，必須把空氣(qi)的濕度降低(di)到(dao)壹定(ding)的程度；或(huo)者在(zai)加熱條件下(xia)加速水(shui)分(fen)的運動，才(cai)能(neng)克服微(wei)毛細管(guan)的束(shu)縛(fu)力，向空氣(qi)中(zhong)蒸發。同時，微(wei)毛細管(guan)系(xi)統不(bu)但在(zai)壹定(ding)的條件下(xia)向空氣(qi)中(zhong)蒸發水(shui)分(fen)，而(er)且也能(neng)夠(gou)吸(xi)收空氣(qi)中(zhong)的水(shui)分(fen)。因此，把存(cun)在(zai)於(yu)微(wei)毛細管(guan)系(xi)統內的水(shui)分(fen)，叫做(zuo)吸著(zhe)水(shui)。吸(xi)著(zhe)水(shui)的增減變(bian)化(hua)，不(bu)僅(jin)使木材(cai)發生(sheng)膨脹(zhang)和(he)收縮，而(er)且也影響到(dao)木材(cai)的其它(ta)物(wu)理力學(xue)性(xing)質。

木材(cai)的纖維飽(bao)和(he)點：

木材(cai)細胞壁含(han)水(shui)率(lv)(吸(xi)著(zhe)水(shui))在(zai)飽(bao)和(he)狀態(tai)，而(er)細胞腔(qiang)無自由水(shui)時(shi)的含水(shui)率(lv)，稱纖(xian)維飽(bao)和(he)點。通常(chang)以30%為木(mu)材(cai)纖維飽(bao)和(he)點，但不(bu)同木材(cai)略有(you)差(cha)異(yi)。

纖(xian)維飽(bao)和(he)點是木材(cai)特性(xing)變(bian)化(hua)的轉折點。在(zai)纖(xian)維飽(bao)和(he)點以下(xia)時(shi)，木材(cai)細胞壁木(mu)纖(xian)維就(jiu)像壓(ya)縮餅幹壹樣吸水(shui)，木(mu)材(cai)發生(sheng)膨脹(zhang)，含水(shui)率(lv)增加同時木材(cai)強度降低(di);當達(da)到(dao)纖維飽(bao)和(he)點時，木(mu)材(cai)的細胞和(he)細胞間(jian)隙就(jiu)像水(shui)庫壹樣蓄水(shui)，木(mu)材(cai)體(ti)積和(he)性(xing)能(neng)基(ji)本(ben)不(bu)發生(sheng)變(bian)化(hua);反過來，在(zai)纖(xian)維飽(bao)和(he)點以上時，木(mu)材(cai)失水(shui)木(mu)材(cai)體(ti)積與(yu)性(xing)能(neng)基(ji)本(ben)不(bu)變(bian)，在(zai)纖(xian)維飽(bao)和(he)點以下(xia)時(shi)，木材(cai)失去(qu)水(shui)分(fen)木材(cai)收縮，木(mu)材(cai)強度增加。

通俗點說來，木(mu)材(cai)幹燥的過程中(zhong)，將(jiang)木(mu)材(cai)的纖維飽(bao)和(he)點控制(zhi)在(zai)30%的臨(lin)界(jie)點，木材(cai)的硬度會得(de)以(yi)保(bao)證(zheng)。當木材(cai)含水(shui)率(lv)沒有(you)得(de)到(dao)有(you)效(xiao)的控制，將(jiang)對(dui)木材(cai)的使用產(chan)生(sheng)不(bu)良(liang)的影響。

低(di)場核(he)磁共(gong)振技(ji)術(shu)研(yan)究木(mu)材(cai)吸著(zhe)水(shui)原理

固態(tai)冰(bing)與(yu)液(ye)態(tai)水(shui)的核磁共(gong)振T2弛豫時(shi)間相(xiang)差(cha)很(hen)大(da),冰(bing)的T2弛豫時(shi)間僅(jin)約(yue)6us,木(mu)材(cai)內吸著(zhe)水(shui)的T2弛豫時(shi)間壹般為(wei)毫秒級(ji),很(hen)容易(yi)區(qu)分(fen)。核磁共(gong)振分(fen)析儀(yi)是以質子(zi)為(wei)探針,能(neng)夠(gou)準(zhun)確表達(da)多(duo)孔(kong)介(jie)質內水(shui)分(fen)含量。通(tong)過選擇適(shi)當的溫度使木材(cai)細胞腔(qiang)內自由水(shui)產(chan)生(sheng)凍(dong)結(jie),此時吸(xi)著(zhe)仍(reng)然(ran)處於(yu)液態(tai),從(cong)而(er)可以準(zhun)確獲(huo)得(de)細胞壁內吸著(zhe)水(shui)的信號總量。