Nâng cao tính kỵ nước và chống tia uv cho gỗ Bồ đề (Styrax tonkinensis) bằng công nghệ phủ ZnO.Nâng cao tính kỵ nước và chống tia uv cho gỗ Bồ đề (Styrax tonkinensis) bằng công nghệ phủ ZnO.Nâng cao tính kỵ nước và chống tia uv cho gỗ Bồ đề (Styrax tonkinensis) bằng công nghệ phủ ZnO.Nâng cao tính kỵ nước và chống tia uv cho gỗ Bồ đề (Styrax tonkinensis) bằng công nghệ phủ ZnO.Nâng cao tính kỵ nước và chống tia uv cho gỗ Bồ đề (Styrax tonkinensis) bằng công nghệ phủ ZnO.Nâng cao tính kỵ nước và chống tia uv cho gỗ Bồ đề (Styrax tonkinensis) bằng công nghệ phủ ZnO.Nâng cao tính kỵ nước và chống tia uv cho gỗ Bồ đề (Styrax tonkinensis) bằng công nghệ phủ ZnO.
TỔNG QUAN
Công nghệ và vật liệu nano trong cải thiện chất lượng gỗ
Công nghệ nano đã có những thành tựu ấn tượng và đang tác động sâu rộng đến nhiều lĩnh vực trong cuộc sống Các sản phẩm được phát triển từ công nghệ nano, đặc biệt là vật liệu nano, đang ngày càng trở nên phổ biến và được công nhận rộng rãi.
Vật liệu nano đang trở thành một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng trong thế kỷ 21, với tiềm năng ứng dụng rộng rãi, đặc biệt trong công nghệ biến tính gỗ Sự kết hợp giữa khoa học gỗ và công nghệ nano giúp cải thiện tính năng của gỗ và tạo ra các vật liệu mới đa chức năng Vật liệu nano có kích thước từ 1 đến 100 nm, mang lại những đặc tính vượt trội so với vật liệu vĩ mô, như hiệu ứng kích thước lượng tử và hiệu ứng bề mặt Các ứng dụng của vật liệu nano rất đa dạng, chẳng hạn như nano ZnO có khả năng ngăn chặn tia UV và kháng khuẩn, nano Al2O3 và SiO2 tăng cường độ cứng và tính dẻo của vật liệu, và nano TiO2 có khả năng làm sạch không khí và diệt khuẩn Những tiến bộ này mở ra hướng phát triển mới đầy triển vọng trong lĩnh vực vật liệu.
… đều là những chất chống lão hóa rất tốt.
Gỗ là vật liệu cao phân tử hữu cơ tự nhiên, khi kết hợp với vật liệu nano vô cơ, sẽ mang lại nhiều hiệu ứng đặc biệt như hiệu ứng kích thước, hiệu ứng lượng tử và hiệu ứng bề mặt Sự kết hợp này không chỉ tạo ra độ cứng và tính ổn định kích thước mà còn nâng cao khả năng chịu nhiệt và chống cháy Đồng thời, gỗ vẫn giữ được tính dẻo, dễ gia công và các đặc tính môi trường riêng, từ đó phát triển nhiều tính năng ưu việt như khả năng tự làm sạch, tự diệt khuẩn và tự phân giải chất hữu cơ.
1.1.1 Cải thiện tính chất cơ lý gỗ
Trong quá trình sử dụng, gỗ có nhược điểm là dễ bị giãn nở khi hút ẩm, dẫn đến giảm độ ổn định kích thước và tăng nguy cơ bị sinh vật hại tấn công Tuy nhiên, việc xử lý gỗ bằng nano SiO2 hoặc TiO2 có thể cải thiện đáng kể tính ổn định kích thước cũng như các tính chất vật lý khác của gỗ.
Phương pháp sol-gel đã được áp dụng để tẩm sol TiO2 vào gỗ, cho thấy khả năng giảm độ co rút thể tích của gỗ lên đến 5% và tăng độ ổn định kích thước lên đến 60% Hình 1.1 minh họa sự phân bố của các hạt TiO2 trong gỗ Mặc dù vật liệu nano vô cơ có ưu điểm vượt trội trong việc cải thiện tính ổn định kích thước của gỗ, nhưng cũng gây giảm sút tính chất cơ học của nó Để khắc phục điều này, việc kết hợp các hợp chất cao phân tử hữu cơ trước khi thêm nano vô cơ có thể cải thiện tính chất cơ học của gỗ nhờ vào diện tích bề mặt lớn và khả năng liên kết tốt của các hạt nano.
Hình 1.1 Ảnh hiển vi SEM (a), ESEM (b) và sự phân bố hợp chất của TiO 2 khi tẩm vào gỗ thông
Năm 2010 và 2012, Taghiyari, H R và cộng sự [35] [48] đã nghiên cứu áp dụng phương pháp xử lý gỗ Dương - Populus nigra (poplar) và gỗ Dẻ gai -
Nghiên cứu về Fagus orientalis (gỗ beech) được xử lý bằng nano Bạc với nồng độ 200ppm cho thấy rằng độ bền nén dọc của gỗ đã được cải thiện, trong khi độ bền uốn tĩnh có xu hướng giảm nhẹ Tuy nhiên, mức giảm này là không đáng kể, chỉ dao động từ 1,7% đến 6% cho cả độ bền uốn tĩnh và mô đun đàn hồi.
Nghiên cứu ứng dụng vật liệu nano để cải thiện tính chất cơ học của gỗ trên thế giới còn hạn chế, thường chỉ tập trung vào các trường hợp cụ thể Điều này phù hợp với đặc tính của vật liệu nano Để nâng cao tính chất cơ học của gỗ, phần lớn các nghiên cứu hiện nay chú trọng vào việc tạo ra composite gỗ thông qua phương pháp sol-gel hoặc kết hợp vật liệu nano với các loại polymer thích hợp.
1.1.2 Tạo hiệu ứng bề mặt gỗ
Vật liệu nano có hiệu ứng kích thước đặc biệt, khi kết hợp với gỗ, các phân tử nano hình thành trong vách tế bào gỗ và liên kết với gốc -OH, tạo thành một phần của cấu trúc gỗ Nghiên cứu của Wang Chengyu và các cộng sự cho thấy việc sử dụng nano ZnO và nano α-FeOOH trên bề mặt gỗ đã tạo ra vật liệu gỗ siêu kỵ nước, làm thay đổi tính ưa nước của gỗ Nguyên lý hoạt động dựa trên phương pháp hóa học, giúp tạo ra sự đồng tồn tại của hai kích thước nano và micron, từ đó giảm năng lượng bề mặt, khiến giọt chất lỏng chỉ tiếp xúc với bề mặt nano, ngăn không cho dầu hay nước tiếp xúc trực tiếp với gỗ Điều này mang lại hiệu quả tự làm sạch, làm giảm sự hấp thụ nước và bẩn do các chất hữu cơ Lớp vật liệu nano tạo ra không chỉ bảo vệ bề mặt gỗ mà còn kết hợp hài hòa các đặc tính của gỗ và vật liệu nano Tuy nhiên, cần nghiên cứu thêm về tác động của lớp phủ nano lên bề mặt gỗ trong quá trình sử dụng để đảm bảo tính năng của gỗ được nâng cao mà không gây tác dụng xấu.
Hình 1.2 Vật liệu siêu kỵ nước (a) ZnO, (b) α-FeOOH
1.1.3 Tạo tính năng diệt khuẩn và tự làm sạch cho gỗ
Việc tìm kiếm chất bảo quản gỗ mới, an toàn cho con người và môi trường, trong khi vẫn đảm bảo hiệu quả cao, là một thách thức lớn đối với các nhà nghiên cứu Gần đây, việc sử dụng nano TiO2, ZnO và các chất bán dẫn khác với khả năng xúc tác quang để phân giải chất hữu cơ đã trở thành tâm điểm nghiên cứu Hai loại vật liệu nano này không độc hại, ổn định cao và có khả năng phân hủy chất hữu cơ tốt Nếu kết hợp hiệu quả các vật liệu bán dẫn này với gỗ, gỗ sẽ có khả năng chống mục, diệt khuẩn, tự làm sạch và phân giải chất hữu cơ, mở rộng ứng dụng của vật liệu gỗ Nghiên cứu của Long Ling và cộng sự cho thấy TiO2 có hiệu quả trong việc chế tạo tấm trang sức bề mặt ván nhân tạo với khả năng kìm hãm sự phát triển của vi khuẩn, đặc biệt là E coli và tụ cầu khuẩn Tương tự, nghiên cứu của Huang Suyong cho thấy vật liệu composite TiO2-gỗ sa mộc có khả năng diệt khuẩn vượt trội, với tỷ lệ diệt khuẩn trên 90% đối với E coli, tụ cầu khuẩn, Salmonella typhimurium và Bacillus subtilis, đồng thời có độ bền và ổn định cao.
Năm 2018, Yawen Yao và cộng sự đã nghiên cứu ảnh hưởng của lớp phủ siêu kỵ nước từ este hóa xenlulo bằng glycerol stearoyl đến khả năng chống nấm của gỗ Kết quả cho thấy, gỗ được xử lý kỵ nước và siêu kỵ nước có đặc tính chống nấm vượt trội hơn so với gỗ không xử lý Đặc biệt, gỗ kỵ nước có khả năng ngăn chặn hoàn toàn sự bám dính của nấm, trong khi nấm vẫn có thể tồn tại bên trong gỗ kỵ nước sau các thử nghiệm chống nấm.
1.1.4 Cải thiện tính năng chống chịu thời tiết cho gỗ
Trong những năm gần đây, việc sử dụng vật liệu nano vô cơ để cải thiện khả năng chống chịu khí hậu của gỗ đã trở thành một xu hướng nghiên cứu nổi bật Nghiên cứu của Yu Yan và các đồng nghiệp cho thấy việc áp dụng phương pháp nhúng, tẩm và kết tủa để tạo ra lớp ZnO trên bề mặt gỗ đã nâng cao đáng kể khả năng chống tia UV của gỗ Tương tự, Tshabalala và cộng sự cũng đã sử dụng vật liệu vô cơ để biến tính gỗ, cho thấy khả năng chống chịu khí hậu của gỗ được cải thiện rõ rệt khi tiếp xúc với tia UV cường độ cao Những ứng dụng này không chỉ khắc phục tình trạng lão hóa của gỗ mà còn cải thiện chất lượng bề mặt, mang lại ý nghĩa thực tiễn trong việc sử dụng gỗ ngoài trời, kéo dài tuổi thọ của sản phẩm gỗ trong điều kiện khắc nghiệt.
Hình 1.3 Ảnh SEM của vật liệu ZnO-gỗ (a) và ảnh quang học của vật liệu vô cơ-gỗ (b)
1.1.5 Cải thiện tính năng chậm cháy cho gỗ
Xử lý chậm cháy cho gỗ là một thách thức kỹ thuật lớn trong khoa học gỗ, với nhiều nhà nghiên cứu tìm kiếm hóa chất chậm cháy an toàn cho môi trường và con người Sự phát triển của công nghệ nano đã mở ra hướng đi mới cho việc cải thiện khả năng chậm cháy và chịu lửa của gỗ Chuyên gia Nhật Bản Saka và các cộng sự đã áp dụng phương pháp sol-gel để tẩm TiO2, Na2O-SiO2 và các hợp chất vô cơ khác vào gỗ, cho thấy khả năng chậm cháy của vật liệu được nâng cao đáng kể Nghiên cứu này mở ra tiềm năng mới cho việc ứng dụng vật liệu nano trong xử lý gỗ.
Nghiên cứu đã tạo ra lớp anatase TiO2 trên bề mặt gỗ và áp dụng kỹ thuật CONE để xác định đặc tính cháy của vật liệu đã biến tính Kết quả cho thấy thời gian cháy của vật liệu này kéo dài gấp hai lần so với gỗ đối chứng, đồng thời lượng khói và khí thải CO, CO2 giảm đáng kể.
Năm 2017, Lizhuo Kong và cộng sự đã nghiên cứu việc phủ ZnO dạng que lên gỗ, qua đó nâng cao tính chất quang, tính năng siêu kỵ nước và khả năng chậm cháy của gỗ Tiếp theo, năm 2018, Wang Ze và cộng sự đã áp dụng PDMS@Stearic Acid-Kaolin để cải thiện vật liệu lignocellulose, đạt được tính năng chậm cháy rất cao Do đó, việc sử dụng vật liệu nano vô cơ nhằm cải thiện khả năng chậm cháy của gỗ được dự đoán sẽ là một trong những hướng nghiên cứu quan trọng trong tương lai.
Nghiên cứu sử dụng vật liệu nano vô cơ trong bảo quản và nâng cao chất lượng gỗ là một trong những hướng đi quan trọng cho ngành chế biến gỗ trong tương lai Việc phát triển vật liệu đa năng, ít tác động tới môi trường và có giá trị sử dụng cao sẽ cải thiện tính chất gỗ, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường.
Nghiên cứu ngoài nước về phương pháp biến tính gỗ bằng công nghệ nano
Hiện nay, công nghệ nano đang được ứng dụng trong xử lý biến tính gỗ thông qua hai phương thức chính: tạo vật liệu compozit gỗ-nano vô cơ và tạo lớp phủ nano trên bề mặt gỗ Để tạo compozit, các phương pháp như sol-gel, tẩm, in-situ và kết tủa thủy nhiệt được sử dụng Trong khi đó, lớp phủ nano có thể được hình thành bằng các phương pháp sol-gel, nhúng, kết tủa thủy nhiệt, phun và quay.
1.2.1 Các nghiên cứu xử lý tạo compozit gỗ-vật liệu vô cơ
Mặc dù gỗ là vật liệu dễ bị phá hoại, điều này lại trở thành một ưu điểm khi gỗ tự phân hủy trong môi trường và tham gia vào chu kỳ tự nhiên Tuy nhiên, việc này hoàn toàn không mong muốn trong các ứng dụng phục vụ cuộc sống con người.
Trong bối cảnh nguồn gỗ rừng tự nhiên ngày càng suy giảm, ngành công nghiệp gỗ đang chuyển hướng sang sử dụng gỗ rừng trồng nhanh lớn Gỗ rừng trồng thường có tỷ lệ gỗ tuổi non cao và khối lượng thể tích thấp, dẫn đến cường độ và độ bền kém hơn so với gỗ rừng tự nhiên Điều này làm giảm chất lượng và hiệu quả kinh tế của gỗ rừng trồng, vì vậy việc nâng cao chất lượng gỗ rừng trồng là cần thiết Để kéo dài tuổi thọ gỗ rừng trồng, cần áp dụng các giải pháp biến tính nhằm tăng khả năng chống vi sinh vật, ổn định kích thước và màu sắc dưới tác động của tia UV Các phương pháp như acetyl hóa, xử lý nhiệt độ cao và tạo ra vật liệu compozit gỗ-vật liệu vô cơ (WIC) đang được nghiên cứu WIC có thể được tạo ra bằng cách khuếch tán hợp chất vô cơ vào gỗ hoặc ngâm tẩm trực tiếp Nghiên cứu của Furuno từ Đại học Mokuzai cho thấy việc kết hợp Na2SiO3 với borate có thể tạo ra vật liệu có tính ổn định kích thước và khả năng chống cháy tốt hơn so với việc chỉ sử dụng borate.
Na2SiO3 5% (SAMS), sau đó cho thêm phosphoric acid để xử lý gỗ
Cryptomera japonica Kết quả phân tích bằng SEM đã chỉ ra được sự hình thành của keo silicone
Silicone gel được sử dụng trong kết cấu gỗ giúp cải thiện cường độ và tính ổn định kích thước của gỗ Sự cải thiện này đến từ quá trình trao đổi nhóm hydroxyl (-OH) trong gỗ, tạo ra những đặc tính vượt trội cho vật liệu.
Trong những năm gần đây, phương pháp sol-gel đã được ứng dụng rộng rãi để tạo ra vật liệu compozit chất vô cơ-gỗ (WIC) Quá trình này bao gồm việc tẩm dung dịch chứa oxit kim loại nặng hoặc oxit silic vào gỗ, sau đó tạo thành keo nano thông qua phản ứng thủy phân và ngưng tụ Kết quả là vật liệu compozit gỗ-hợp chất vô cơ sau khi sấy Nghiên cứu của Ogiso và Saka (1994) cho thấy việc xử lý gỗ bằng isocyanates, epoxies và nhựa, sau đó là ethyl-ortho-silicate (TEOS), đã tạo ra WIC với tính ổn định kích thước và khả năng chậm cháy được cải thiện nhờ sự hình thành liên kết cộng hóa trị trong vách tế bào gỗ Tuy nhiên, việc xử lý hai lần bằng vinyl-TEOS không làm tăng tính chất vật lý của gỗ Ngoài ra, nghiên cứu của Fumie và Saka (1998) cho thấy vật liệu compozit gỗ-SiO2 từ gỗ Chamaecyparis obtuse có khả năng chống mục trắng kém hơn so với mục nâu.
Việc sử dụng ancoxit titan và titanium chelates với tỉ lệ thủy phân thấp giúp keo TiO2 kết tủa vào vách tế bào, từ đó cải thiện tính chất của gỗ, đặc biệt là tính ổn định kích thước và khả năng chậm cháy.
Theo nghiên cứu từ Nhật Bản, có ba phương pháp chính để tạo ra vật liệu composite gỗ-hợp chất vô cơ qua quá trình sol-gel Đầu tiên, cần khống chế độ ẩm của gỗ bằng cách loại bỏ nước tự do và một phần nước liên kết, chỉ giữ lại nước tương tác với chất dẫn Thứ hai, gỗ được xử lý trước với chất liên kết để tạo ra liên kết ngang giữa gỗ và kim loại, tối ưu hóa tính chất của gỗ Cuối cùng, việc bổ sung hợp chất chống cháy trong quá trình xử lý không chỉ giúp tăng khả năng chậm cháy của vật liệu mà còn cần lựa chọn hóa chất an toàn cho môi trường.
1.2.2 Các nghiên cứu xử lý tạo lớp phủ micro/nano vô cơ trên bề mặt gỗ
Bề mặt siêu kỵ nước với góc tiếp xúc lớn hơn 150 o và góc trượt nhỏ hơn
Mô phỏng hiệu ứng lá sen đã thu hút sự quan tâm của nhiều nghiên cứu cơ bản và ứng dụng, nhờ vào các đặc tính nổi bật như chống nước, tự làm sạch, giảm ma sát và chống bám bẩn Gần đây, các bề mặt siêu kỵ nước đa tính năng đã được phát triển từ các ô xít vô cơ như TiO2, ZnO và SiO2 Đặc biệt, bề mặt phủ TiO2 không chỉ thể hiện khả năng kháng khuẩn mà còn được ứng dụng trong bệnh viện và chế biến thực phẩm, nhờ vào đặc tính quang xúc tác của nó.
Đặc tính siêu kỵ nước có thể đạt được thông qua sự kết hợp giữa bề mặt siêu ráp và lớp phủ có năng lượng bề mặt thấp Các phương pháp tạo ra bề mặt siêu kỵ nước chủ yếu được chia thành hai nhóm: (1) tạo lớp phủ có cấu trúc ráp trên vật liệu kỵ nước, và (2) biến tính lớp phủ ráp bằng vật liệu có năng lượng bề mặt thấp Nhiều phương pháp như sol-gel, ngâm trong dung dịch, tách pha khí, kết tủa và phân lớp đã được áp dụng để tạo ra bề mặt siêu kỵ nước.
Trong thập niên qua, nhiều nhà khoa học đã phát triển vật liệu mô phỏng bề mặt siêu kỵ nước như polyme, kim loại và compozit Gần đây, một số nghiên cứu đã tập trung vào việc tạo bề mặt kỵ nước và chống tia UV cho gỗ bằng hợp chất vô cơ kích thước micro/nano Wang và các đồng tác giả đã tổng hợp nano ZnO dạng que trên bề mặt gỗ thông qua phương pháp hóa ướt, sau đó xử lý sản phẩm bằng axit steric để tạo ra bề mặt siêu kỵ nước với góc tiếp xúc khoảng
Wang và cộng sự đã chế tạo màng silic biến tính trên bề mặt gỗ bằng phương pháp sol-gel, đạt được góc tiếp xúc khoảng 164 độ Trong khi đó, Hsieh và cộng sự đã tạo lớp phủ silica xử lý bằng hợp chất flo trên bề mặt gỗ, mang lại đặc tính siêu kỵ nước và kỵ dầu với góc tiếp xúc tối đa lần lượt đạt 168 độ.
Nghiên cứu của Sun và đồng nghiệp đã sử dụng phương pháp thuỷ nhiệt ở nhiệt độ thấp để tạo ra bề mặt siêu kỵ nước cho gỗ bằng màng TiO2 với góc tiếp xúc khoảng 154 độ, cùng với màng ZnO giúp gỗ chống chịu tia UV tốt Zheng và cộng sự đã phát triển TiO2 với cấu trúc tầng trên bề mặt gỗ thông qua phương pháp thuỷ phân trực tiếp và kết tinh TiCl3 trong muối NaCl bão hoà ở nhiệt độ phòng Sau khi xử lý bằng perfluorodecyltriethoxysilane (PFDTS), góc tiếp xúc của gỗ được xử lý bằng TiO2 đạt tới 140,0±4,2 độ, cho thấy bề mặt gỗ đã trở thành siêu kỵ nước So với mẫu gỗ không xử lý, gỗ phủ TiO2 không chỉ có độ hút nước thấp mà còn hút nước chậm hơn trong cùng điều kiện thử nghiệm.
Nghiên cứu về gỗ đa tính năng đã chỉ ra rằng việc kết tủa hạt nano CoFe2O4 trên bề mặt gỗ và xử lý bằng octadecyltrichlorosilane (OTS) tạo ra vật liệu có độ từ tính cao và góc tiếp xúc lớn hơn 150 độ, đồng thời cho thấy khả năng chịu tia UV tốt Phương pháp thuỷ nhiệt hai bước để tạo lớp phủ TiO2 trên gỗ, kết hợp với fluoroalkyl silane, đã cho ra sản phẩm gỗ có lớp phủ đồng đều và siêu kỵ nước, giữ được hiệu quả này ngay cả sau khi tiếp xúc với dung dịch HCl 0,1M, tia UV và nước sôi Ngoài ra, việc sử dụng FAS-17 trong xử lý tre cũng cho thấy khả năng siêu kỵ nước với góc tiếp xúc lên tới 161 độ và khả năng chống tia UV nhờ vào màng ZnO, duy trì hiệu quả siêu kỵ nước ngay cả khi tiếp xúc với dung dịch axit có pH = 3.
Nghiên cứu đã phát triển một phương pháp hiệu quả và đơn giản để tạo bề mặt siêu kỵ nước cho gỗ bằng cách sử dụng hạt nano SiO2 biến tính bằng VTES, với góc tiếp xúc khoảng 154 độ và góc trượt gần như bằng 0 độ Bề mặt gỗ siêu kỵ nước này không chỉ thể hiện độ bền cao khi chịu mài mòn, mà còn có khả năng chống lại sự bào mòn bằng dao và duy trì hiệu quả trong điều kiện nước sôi Phân tích bằng SEM, XRD và FTIR cho thấy cấu trúc micro/nano dạng tầng trên bề mặt gỗ, cùng với vinyltriethoxysilane, đã giúp ngăn chặn sự tích tụ của các hạt nano SiO2, giữ cho bề mặt có năng lượng thấp Phương pháp này không chỉ đơn giản mà còn tạo ra sản phẩm có khả năng chống mài mòn cơ học và ổn định lâu dài, phù hợp cho ứng dụng trong các lĩnh vực đặc biệt, đặc biệt là trong điều kiện ngoài trời.
Nghiên cứu trong nước về phương pháp biến tính gỗ bằng công nghệ nano
Vật liệu nano đã thu hút sự chú ý của nhiều nhà khoa học nhờ những thành công đáng kể, với nhiều công trình nghiên cứu được công bố trong và ngoài nước Tuy nhiên, các nghiên cứu này chủ yếu tập trung vào hướng cơ bản, trong khi việc ứng dụng thực tiễn vẫn còn hạn chế do cần vượt qua rào cản về hiệu quả kinh tế và công nghệ.
Nghiên cứu về công nghệ nano hiện nay chủ yếu tập trung vào một số lĩnh vực như y học, công nghiệp và điện tử, trong khi ứng dụng công nghệ nano trong chế biến gỗ vẫn còn hạn chế và thiếu các nghiên cứu sâu sắc, hệ thống.
Năm 2011-2012, Cao Quốc An và cộng sự tại trường Đại học Lâm nghiệp đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu ứng dụng vật liệu Nano để nâng cao chất lượng ván lạng”, sử dụng hạt nano TiO2 để xử lý ván lạng từ 5 loại gỗ tự nhiên và rừng trồng, bao gồm Xoan đào, Mỡ, Giổi, Keo lai, và Keo lá tràm Kết quả cho thấy việc xử lý bằng hạt nano TiO2 đã cải thiện nhiều tính chất của ván mỏng như độ hút nước, độ ổn định kích thước và độ mài mòn Tiếp theo, năm 2012, Nguyễn Văn Thiết cùng các cộng sự đã nghiên cứu công nghệ xử lý thanh cơ sở cho sản xuất ván sàn bằng vật liệu nano SiO2 trong đề tài “Nghiên cứu nâng cao chất lượng ván sàn từ gỗ Keo lai và Mỡ bằng kỹ thuật xử lý SiO2”, cho ra sản phẩm có độ cứng bề mặt và độ mài mòn được cải thiện rõ rệt.
Năm 2014, Trần Văn Chứ, Phạm Văn Chương và Vũ Mạnh Tường đã công bố một nghiên cứu về đặc tính thấm ướt của vật liệu compozit từ gỗ Keo lai sau khi được tẩm bằng gel TiO2 Nghiên cứu cho thấy, gỗ vật liệu này có bề mặt gần như không thấm ướt, với góc tiếp xúc giữa giọt nước và bề mặt gỗ lên tới mức cao.
Năm 2014, Vũ Mạnh Tường và Phạm Văn Chương đã nghiên cứu về tính chất vật lý của gỗ Keo lai được xử lý bằng dung dịch TiO2 với các nồng độ khác nhau Kết quả nghiên cứu cho thấy, việc xử lý bằng TiO2 sol đã cải thiện đáng kể khả năng kỵ nước và tính ổn định kích thước của gỗ.
Năm 2015, Vũ Mạnh Tường và Trần Văn Chứ đã công bố nghiên cứu về việc xử lý gỗ Keo lai bằng TiO2 nhằm nâng cao khả năng chịu UV của gỗ Kết quả cho thấy, gỗ được xử lý bằng TiO2 theo phương pháp Sol-gel kết hợp với xử lý nhiệt có thể cải thiện khả năng chịu UV gấp 2 lần Đồng thời, nghiên cứu cũng chỉ ra rằng việc chế tạo vật liệu compozit từ gỗ Keo lai và nano titan đioxit (TiO2) mang lại sản phẩm có độ ổn định kích thước cao và khả năng cách ẩm tốt hơn so với gỗ Keo lai đối chứng.
Năm 2015, Vũ Mạnh Tường và Lý Tuấn Trường đã nghiên cứu đặc tính cháy của vật liệu compozit gỗ-TiO2 Kết quả cho thấy compozit này có khả năng chậm cháy đáng kể, với thời gian bắt lửa kéo dài gấp nhiều lần so với gỗ không xử lý.
Vào năm 2015, Bùi Văn Ái và cộng sự đã thực hiện nghiên cứu về hiệu lực phòng chống nấm mục và côn trùng hại gỗ của sơn PU có phân tán các loại vật liệu nano như TiO2, SiO2, ZnO và nanoclay Nghiên cứu này nhằm nâng cao khả năng bảo vệ gỗ trước các tác nhân gây hại thông qua việc sử dụng sơn PU có chứa nano.
Gỗ Bồ đề Styrax tonkinensis được sơn phủ bằng sơn PU chứa các hoạt chất nano đã được khảo nghiệm để đánh giá hiệu quả phòng chống nấm mục Pleurotus ostreatus và mối nhà Coptotermes gestroi Kết quả cho thấy sơn PU phân tán nano TiO2, ZnO và Nanoclay có khả năng chống mối tốt Đặc biệt, sơn PU với nồng độ nano ZnO 0,1% và TiO2 mang lại hiệu quả cao trong việc bảo vệ gỗ.