木材
人類は古くから木材薪や木炭などとしたエネルギー資源として利用し、50万年前の北京原人居住跡からも消し炭が見つかっている。青銅など金属精錬、暖房・調理でも広く用いられた木材は、しかし12世紀頃のヨーロッパで始まった人口増加を支えるには不足し石炭へ、そして近世以後さらに石油への転換が本格化した。戦時中のモノ不足時には木炭バスなど移動用エネルギーにも用いられたが、石化資源や電力などへの転換は止まず、木材の燃料需要は減少の一途を辿っている。近年、地球環境問題の観点から木材のエネルギー利用が再評価されている。木材を加工した際に出た削りカスなどを固めて、木質ペレットのような燃料にすることもある。ガス化は炉内で分子を分解し、水素ガス、一酸化炭素ガス、メタンガス、炭化水素を得る。液化は酸素が無い状態で熱分解を施し、1トンの木材から5500キロカロリー相当の油が得られる。
前述の含水率は、木材を加工・保存する上で最重要の項目となる。JISに定められた木材測定法では木材を絶乾状態(全乾材)にして水分量を計測するよう規定されており、最も正確に測定できる。しかし、より簡易な方法もある。繊維飽和点以下であれば電気を流し抵抗値を計測して推計(電気抵抗法)できるが、温度や木材中のイオンが与える影響を除く必要がある。誘電率や誘電損率から導く(電気容量法)際には、木材の比重で補正しなければならない。この他にも、X線やガンマ線を照射し、水によって吸収された放射線量から計測する(吸収係数法)がある。また、平衡含水率はヒステリシスを示すため、放湿・吸湿のいずれ方向から計測する状態になったのかも勘案しなければならない。
繊維飽和点は、木材中の自由水が無くなり結合水のみが残っている状態を指す。これは、伐採した生木をゆっくり自然乾燥させる方法か、もしくは乾燥させた木材を湿度100%の環境下で吸湿させて含水率が一定となった状態を、容積膨張や縦圧縮強さのグラフの傾きが変化した(折れ曲がった)部分から得る。
2020年5月から、新型コロナウイルス感染拡大の影響を受けたアメリカでの新築戸建住宅の増加に対して、製材所の休業、米国西海岸などでの大規模な山火事などの要因が重なり、建築用木材の供給が追い付かなくなったことで発生した。これが世界中に波及し、材木先物相場で投機的な思惑から材木価格が最大で4倍に高騰したが、2022年末には終息。ウッドショックに乗じ、出荷体制を強化した兵庫県の北はりま森林組合では山から切り出した木材が滞留する事態に陥るなどした。
※「ウッドショック」も参照。
木材は異方性が高く、繊維と並行(縦)か直角(横)かによって機械的強度は大きく変わる。縦方向の引張強さは、日本国内の針葉樹で800 - 1400kgf/cm、広葉樹で600 - 2000 kgf/cm、すべての木材では強いものでは3000 kgf/cmというものもある。これを、強さを密度で割った「比強度」で表すと、針葉樹1700 - 2800kgf/cm、広葉樹1600 - 2600kgf/cmとなり、鉄の400 - 1300 kgf/cmを上回る性質を示す。これが横方向になると1/20から1/30と極端に悪くなる。そのため、製材時に木材の長軸と繊維軸が平行になっていない(「目切れ」という)と、このずれ部分に沿った破断、いわゆるせん断破壊が起きる。
縦方向の圧縮に対する強さは、日本国内の針葉樹で300 - 400kgf/cm、広葉樹で200 - 650 kgf/cmと、引張強さの1/3程度になる。
古代エジプトのピラミッドから木造船が発見されるなど、船舶材料としての歴史は古い。黒船は鉄甲木造艦。日清戦争でも木造艦は多かった。この用途では、吸水して膨張する性質が水漏れを防ぐ木材の特性が重視され、チーク他が使われた。マスト、キールは長大であるため、良材を選ぶ必要がある。
Oriented Strand Board(配向性ストランドボード)の略で、接着前に木片の向きをそろえることで一定方向への強度を高めたものである。北米産の木造住宅の輸入に伴って日本でも使われるようになった。かつてはJASの規定がなかったため、構造用に用いるには個別に大臣認定の取得が必要であったが、現在は規格化されており、近年はホームセンター等でも購入できるほど普及が進んでいる。日本では、合板が構造用パネルとして広く使用されてきたが、ここ数年の価格高騰がOSBへの転化を後押しする結果となった。
紙の原料としての木材利用は、1719年にフランスのルネ・レオミュールがスズメバチの巣づくりからヒントを得て、木材を原料とする製紙の概念を発案したことに始まる。1844年にドイツで砕木機が開発され、木材からパルプが製造される技術が広がった。木材の工業利用は、セルロースを中心に木材化学分野にて進められている。