Zobacz, jak ten drewniany nóż z łatwością kroi soczysty, średniej wielkości stek

Naukowcy z University of Maryland (UMD) odkryli prosty i niedrogi sposób na tworzenie naturalnych materiałów drewnianych, które są 23 razy twardsze niż tradycyjne drewno. nowy papier Opublikowano w magazynie Mater. Przetestowali swoje próbki utwardzonego drewna, kształtując drewniany nóż i kilka drewnianych gwoździ i odkryli, że oba działają na poziomie lub wyższym niż ich stalowe odpowiedniki. Naukowcy byli nawet w stanie pokroić stek ze średniej półki drewnianym nożem jako przepyszny dowód koncepcji. Bonus: Nóż można myć w zmywarce, co ułatwia czyszczenie.

Po co zawracać sobie głowę robieniem drewnianych sztućców, skoro mamy dobre sztućce ze stali nierdzewnej, nie wspominając już o plastikowych sztućcach jednorazowych? To ostatnie z pewnością stanowi zagrożenie dla środowiska, biorąc pod uwagę, że około 40 miliardów plastikowych narzędzi używanych rocznie rzadko jest poddawanych recyklingowi, ponieważ są tak małe i lekkie. Autorzy twierdzą, że rozkład plastiku zajmuje dobre 450 lat. W przypadku stali i innych nieodnawialnych materiałów stałych – stopów na bazie niklu i tytanu, a także azotku i diamentu, które są powszechnie używane w różnych zastosowaniach inżynieryjnych – są drogie w produkcji, ponieważ wymagają wytworzenia ekstremalnej energii – bardzo intensywne (ekstremalnie wysokie temperatury i ciśnienie).

Społeczność zajmująca się materiałoznawstwem cieszy się dużym zainteresowaniem wymyślaniem tańszych i bardziej zrównoważonych środowiskowo alternatyw. „Kiedy rozglądasz się po solidnych materiałach, których używasz w codziennym życiu, widzisz, że wiele z nich jest wytwarzanych przez człowieka, ponieważ naturalne materiały niekoniecznie spełniają to, czego potrzebujemy” Współautor Teng Li powiedział, materiałoznawca w UMD. On i jego koledzy myśleli, że drewno może być potencjalną alternatywą dla plastiku, betonu i stali.

„Celuloza, główny składnik drewna, ma wyższy stosunek wytrzymałości do gęstości niż większość materiałów inżynierskich, takich jak ceramika, metale i polimery, ale nasze obecne wykorzystanie drewna ledwo wykorzystuje swój pełny potencjał” powiedział Li. To dlatego, że drewno nie jest tak mocne jak czysta celuloza. Celuloza to tylko 40-50 procent drewna. Reszta to hemiceluloza i lignina (środek wiążący).

Niektóre i in. Opracowaliśmy praktyczną i niedrogą metodę wytwarzania wzmocnionego drewna poprzez usunięcie jego słabszych składników (takich jak lignina). Najpierw pocięli szorstkie bloki z lipy na rozmiary próbek, a następnie zanurzyli próbki w roztworze wodnym (zmieszanym z wodorotlenkiem sodu i siarczynem sodu), aby wypełnić pory, powodując opadanie próbek na dno pojemnika. Trzy różne partie próbek drewna i roztworu gotowano w temperaturze 100°C odpowiednio przez dwie, cztery i sześć godzin, a następnie próbki przepłukano wodą dejonizowaną, aby usunąć wszelkie zawieszone chemikalia. (Autorzy zauważają, że wykonanie np. ceramiki wymaga podgrzania materiałów do kilku tysięcy stopni Celsjusza.)