木材材质改良的物理与化学基础

本书从木材材质改良的角度出发，选取主要人工林树种（杨树、杉木、楸树等）和特色林木资源树种为研究对象，以木材细胞壁结构及其调控对性能影响研究为中心点，围绕遗传改良和加工改良两个关键材质改良手段，在材质遗传改良方面开展木材品质性状的遗传基础和次生代谢产物的合成与转化机理研究，揭示木材品质性状的遗传变异规律和分子调控机制；在材质加工改良方面开展实体木材改性与功能化修饰实现机制研究，阐明木材多尺度界面键合机理。通过以上研究内容介绍，较为全面、深入、系统地诠释木材材质改良的物理与化学基础，为人工林定向遗传改良及木材资源高值化利用提供理论基础。

目录
前言
第一章 绪论1
第一节 木材材质改良研究的概念和内涵1
第二节 木材材质改良的研究现状与发展趋势1
一、木材材质改良的研究现状1
二、木材材质改良的发展趋势3
第三节 木材材质改良研究的意义4
第二章 木材细胞壁结构及其调控对性能的影响6
第一节 木材细胞壁结构解译6
一、细胞壁层构造6
二、木质纤维素三维可视化模型8
三、细胞壁聚集体薄层14
四、细胞壁孔径尺寸与分布18
五、纤维素晶区特征与微纤丝角25
六、有效羟基数量27
七、化学微区分布30
八、主成分定向排列与互作方式33
九、本节小结38
第二节 木材细胞壁微观物理力学性能解析39
一、吸湿特性与水分扩散39
二、细胞壁的干缩与湿胀43
三、流体渗透性48
四、细胞壁力学53
五、单根纤维力学性质54
六、木材黏弹行为及其等效性61
七、本节小结68
第三节 木材细胞壁结构与性能构效关系69
一、构建多尺度无瑕疵木材弹性力学性能分析模型69
二、模型验证80
三、本节小结85
第四节 遗传与加工改良调控对木材细胞壁结构的影响机制85
一、生物手段调控85
二、物理手段调控94
三、化学手段调控102
四、本节小结126
第三章 速生人工林木材品质性状的遗传基础127
第一节 木材品质性状的遗传变异规律及品系选优127
一、杨树不同无性系木材品质性状遗传变异规律及品系选优127
二、杉木不同无性系木材品质性状遗传变异规律及品系选优141
三、楸树不同无性系木材品质性状遗传变异规律及品系选优155
四、本节小结167
第二节 木材典型品质性状相关的细胞壁组分发育动态与快速检测新方法169
一、杨树不同无性系木质部发育的细胞形态结构比较169
二、杨树木质部发育不同阶段的细胞壁成分分析172
三、外源激素对杨树细胞壁发育动态的影响机制177
四、杉木应压木细胞壁形态和主要代谢成分分析179
五、木材细胞壁成分原位检测方法183
六、木材物理与力学性质的近红外光谱快速预测188
七、木材化学组分拉曼光谱预测模型198
八、本节小结206
第三节 木材品质性状的基因挖掘和功能分析207
一、杉木木材典型品质性状相关基因挖掘和功能分析207
二、杨树木材典型品质性状相关基因挖掘和功能分析222
三、楸树木材典型品质性状相关基因挖掘和功能分析240
四、本节小结247
第四章 林木关键次生代谢产物对木材品质的影响与调控249
第一节 关键次生代谢产物指纹图谱构建249
一、杉木叶挥发性成分的GC-MS指纹图谱构建249
二、杉木心材挥发性成分的GC-MS指纹图谱构建254
三、柚木叶挥发性成分的GC-MS指纹图谱构建258
四、松木中萜类次生代谢产物指纹图谱构建258
五、本节小结264
第二节 次生代谢产物代谢组学及结构特征264
一、红豆杉的边材和心材化学成分及代谢组学分析264
二、柚木次生代谢产物的代谢组学分析268
三、杉木次生代谢产物的代谢组学分析273
四、本节小结286
第三节 木材颜色相关次生代谢产物基因筛选及遗传调控286
一、黄酮生物合成途径关键基因鉴定与分析287
二、黄酮生物合成调控转基因验证289
三、黄酮生物合成机理293
四、黄酮生物合成代谢调控299
五、本节小结307
第四节 木材香味相关次生代谢产物的遗传调控308
一、木材香味相关萜类化合物的合成机理308
二、木材香味相关芳香族化合物的合成机理315
三、木材香味相关其他化合物的合成机理320
四、木材香味相关次生代谢产物关键基因筛选与克隆320
五、本节小结321
第五节 次生代谢产物结构修饰及抑菌性能322
一、松香衍生物的抑菌活性322
二、酚类改性产物槲皮素衍生物的抑菌活性构效关系326
三、本节小结331
第五章 实体木材化学改性基础332
第一节 糠醇改性木材332
一、糠醇改性材的水分吸着特性及尺寸稳定性332
二、脱除组分对糠醇改性材尺寸稳定性的影响机制335
三、糠醇改性材的性能优化机制350
四、本节小结355
第二节 水溶性乙烯基单体改性木材356
一、水溶性乙烯基单体木材细胞壁改性体系构建及优化356
二、水溶性乙烯基单体改性木材尺寸稳定性提升机理358
三、水溶性乙烯基单体木材细胞壁增强机理364
四、本节小结377
第三节 天然多羟基化合物改性木材378
一、活化葡萄糖改性木材的性能及改性机理378
二、黄酮类化合物改性木材的性能及改性机理395
三、本节小结409
第四节 无机粒子改性及无机-有机杂化改性木材409
一、纳米氧化锌-超支化聚合物-硼砂改性木材及改性材性能409
二、蒙脱土/糠醇复合改性木材的性能417
三、本节小结425
第六章 木质纤维素多尺度结构解译及界面功能化修饰调控426
第一节 功能性木质纤维素基异质结构构建426
一、木质纤维素基异质嵌入式交织密实网络增韧增强仿生结构的构建426
二、木质纤维素/g-C3N4球形多孔网络结构构建429
三、木质纤维素-金属离子络合三维骨架结构的构建437
四、液固复合的木质纤维素三维网络结构的构建448
五、本节小结455
第二节 木质纤维素基异质结构性能实现机制455
一、木质纤维素基有机-无机非金属多元异质结构的增韧增强机制456
二、木质纤维素/g-C3N4球形多孔网络异质结构的光催化机制460
三、木质纤维素-金属异质结构的电磁屏蔽效能增强机制469
四、木质纤维素基三维网络结构的金属离子吸附机制475
五、本节小结484
参考文献485