本文刊登于 2020 年 6 月号的《探索》杂志，题为“高耸入云”。 订阅以阅读更多类似故事。
当帝国大厦于 1931 年竣工时，这座 102 层的摩天大楼曾是世界上最高的建筑，是美国进步的象征，也是曼哈顿中城的一个焦点。人们曾认为使之成为可能的是钢铁——直到 2015 年，加拿大建筑师迈克尔·格林证明了相同的结构可以用木材建造。
格林并不是提议替换这座 20 世纪的标志性建筑。他的计划远比这更激进。格林希望全球建筑行业用高科技胶合板取代钢材和混凝土。
他说：“我们在安全且经济地解决住房问题方面远远不能满足全球需求。”此外，建筑施工约占全球气候排放总量的 10%。格林声称，通过使用可持续森林的木材进行建造，可以同时解决这些相互关联的问题。为了展示木材在现实世界中巨大的潜力，他在 2016 年在明尼阿波利斯建造了一座七层高的建筑，这是当时美国最高的木结构建筑。
他使用了 20 世纪 90 年代流行的一种胶合板。由于市场份额被混凝土抢占，木材行业曾试图生产一种既坚固又便宜的材料。通过将成堆的木板粘合在一起形成巨大的块状，他们称之为“大块木材”，工程师们有效地复制了传统的砖石结构。他们还增加了石材和混凝土都无法企及的几个特点：新材料可以高精度切割，使其适用于经济、高效的预制。此外，它相对较轻，便于从工厂运输到施工现场。但最令格林印象深刻的是其强度：当木板交叉层压，或以交替方向的木纹粘合时，这种材料的强度按重量计算甚至超过钢铁。
格林说，木结构建筑实际上有可能减缓气候变化，因为树木在生长过程中吸收碳并将其储存在木材中。“你将保留这些碳，直到[木材]燃烧或腐烂。”而且与普通木材不同，大块木材具有高度的耐火性。
这些论点正在被其他建筑商所接受，他们正在建造越来越高的木结构高层建筑。目前的纪录是挪威的一座 18 层塔楼。伦敦计划建造一座 80 层的摩天大楼。
但格林认为，更深层次的转变不那么引人注目。他说：“美国的乳制品行业直到沃尔玛决定在货架上销售有机牛奶才转向有机奶。”而现在“沃尔玛已经宣布他们将在阿肯色州建造一个巨大的新园区，将完全[由]大块木材建成，亚马逊也正在密切关注创建大块木材配送中心。”
瑞典瓦伦堡木材科学中心主任拉斯·伯格伦德表示，大块木材也在智力上影响了建筑行业。他说：“这突然成了一个很好的工程问题：你如何设计这些结构？”
从伯格伦德的角度来看，从微观角度看，木材提供了许多额外的机会。十多年来，他一直在研究木浆中化合物的潜在用途。他的目标是开发一种工业规模的操作，大致类似于从原油中提取有用化学物质的炼油厂。他的“木材炼油厂”将使制造商能够利用和优化将树木结合在一起的物理和化学性质。例如，木质素是一种使植物木质化的结构化合物，可以精炼制成粘合剂或生物塑料，而纳米纤维素纤维可以像玻璃纤维中的纤维一样增强它们。
但目前，伯格伦德正在制作窗户。通过化学方法去除木材薄片中的木质素，并向面板中注入丙烯酸，他正在制造不会破碎的半透明板材，甚至能为建筑物提供结构支撑——这是相对于传统玻璃窗的一个关键优势。未来，随着伯格伦德对木材材料特性的掌握程度更高，丙烯酸可以被木质素生物塑料取代，使窗户完全由树木制成。
格林赞赏瓦伦堡中心的研究，但他认为这还不够。他说：“10 年后，我希望我们不再像现在这样砍伐树木。”相反，他希望看到木材在工厂条件下种植——就像食品行业现在正在研究种植合成肉一样——在那里，所有材料质量都可以完全控制。
他预测：“建筑形式将会改变，出现更复杂的工程解决方案。”“我们将基于科学建造酷炫的曲线建筑。”20 世纪建筑的标志——矩形的钢筋混凝土帝国大厦将成为历史。
