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Evaluation of the variation of wood properties with age based on physics

基于物理学评估木材性能随年龄的变化

基本信息

批准号：
21K05709
负责人：
藤本高明
金额：
$ 1.91万
依托单位：
Tottori University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

樹木は、加齢にともない性質の著しく異なる木部組織を形成する。この現象は、適切な森林の管理・育成や木材資源の有効利用と深く関連するが、未だ本質的な理解に至っていない。本研究の目的は、加齢にともなう木材性質変動を、単一の性質で直接的におうのではなく、多数の性質（情報）を用いて包括的に評価し、得られた結果を物理学的に考察することである。前年度は針葉樹4種を対象に所定の実験・データ解析を行い、樹種の違いに依らず、樹木は樹齢を重ねるにつれてより秩序化した状態になることを確認した。また、この変化は不可逆的なものであることから木材資源の再生産に対する新たな知見を提案した。今年度は広葉樹4種のサンプル収集および実験を終えた。データ解析の結果、針葉樹の場合と同様に、樹種の違いに依存しない普遍的な加齢現象を確認した。すなわち、各樹齢に対応した木部から計測した近赤外スペクトルのデータ行列の固有値は、加齢にともない拡散する傾向が認められた。この固有値分布からヘルムホルツ自由エネルギーやエントロピーを計算した結果、樹木は加齢にともないより秩序化した状態になることが示唆された。また、得られた固有値と固有ベクトルから算出される密度行列の時間発展を検討した結果、広葉樹についても加齢現象は明らかに不可逆的な過程であることも分かった。以上の結果は同じ性質（状態）の木材を再生産することは不可能であることを意味しており、木材資源の持続可能な利用に対して重要な示唆を与えるものと考えられる。

The tree has different properties and forms. This phenomenon is related to the proper management of forests and the effective utilization of cultivated timber resources. The purpose of this study is to investigate the changes in wood properties, the direct nature of wood properties, and the use of wood properties (information), including the evaluation of wood properties, and the results of wood properties. In the past year, the four species of pine and cypress trees have been identified. A proposal for the production of wood resources is proposed. This year, the four kinds of trees are collected. The results of the analysis, pine and cypress species in the same situation, tree species in the middle of the common increase in the phenomenon confirmed The natural value of each tree is recognized. The natural distribution of the tree is not easy to calculate. The time evolution of the density array is investigated. The results of the analysis show that the phenomenon of leaf growth is irreversible. The above results indicate that the reproduction of wood of the same nature (state) is impossible, and the sustainable utilization of wood resources is important.

项目成果

期刊论文数量（6）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

固有値分布に基づく木材のばらつき評価

基于特征值分布的木材变异评价

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
R.Hermawan;T.Aimi and N.Shimomura;藤本高明
通讯作者：
藤本高明

Evaluation of the age dependent variation of wood properties based on the eigenvalue distribution of near infrared spectral matrices

基于近红外光谱矩阵特征值分布的木材特性随年龄变化的评估

DOI：
10.1016/j.chemolab.2022.104576
发表时间：
2022
期刊：
Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems
影响因子：
3.9
作者：
(九大院農)◯土山真未;孫良昊;中島大輔;東房健一;藤本登留;大貫宏一郎;清水邦義; (トライウッド・木の家の健康を研究する会)渡邉雄一郎; (安成工務店・木の家の健康を研究する会)安成信次;Takaaki Fujimoto
通讯作者：
Takaaki Fujimoto

Monitoring the physical state of wood during multiple tensile load-unload cycles by the eigenvalue distribution of near infrared spectra

通过近红外光谱的特征值分布监测木材在多次拉伸加载-卸载循环过程中的物理状态