Гледайте как този дървен нож лесно нарязва сочен стек със средно ястие

Изследователи от Университета на Мериленд (UMD) откриха прост и достъпен начин за създаване на естествени дървесни материали, които са 23 пъти по-твърди от традиционното дърво, според нова хартия Публикувано в сп. Матер. Те тестваха своите проби от втвърдено дърво чрез оформяне на дървен нож и няколко дървени пирона и установиха, че и двете се представят на или над тези на стоманените им колеги. Изследователите дори успяха да нарежат пържола със средно ястие с дървения си нож като прекрасно доказателство за концепцията. Бонус: Ножът може да се мие в съдомиялна машина за лесно почистване.

Защо да си правим труда да правим дървени прибори за хранене, когато имаме добри прибори от неръждаема стомана, да не говорим за пластмасови прибори за еднократна употреба? Последното очевидно представлява опасност за околната среда, като се има предвид, че приблизително 40 милиарда пластмасови инструменти, използвани годишно, рядко се рециклират, тъй като са толкова малки и леки. И са необходими добри 450 години, за да се разложи пластмасата, казват авторите. За стомана и други невъзобновяеми твърди вещества – сплави на базата на никел и титан, например, както и нитрид и диамант, които обикновено се използват в различни инженерни приложения – те са скъпи за производство, тъй като изискват създаването на изключителна енергия – много интензивни (изключително висока топлина и налягане) условия. ).

В общността на материалознанието има голям интерес да се измислят по-евтини и по-екологично устойчиви алтернативи. „Когато погледнете наоколо твърдите материали, които използвате в ежедневието си, виждате, че много от тях са създадени от човека, защото естествените материали не отговарят непременно на това, от което се нуждаем“, Съавторът Teng Li каза, учен по материали в UMD. Той и колегите му смятаха, че дървото може да бъде потенциална алтернатива на пластмасата, бетона и стоманата.

„Целулозата, основният компонент на дървесината, има по-високо съотношение сила към плътност от повечето инженерни материали, като керамика, метали и полимери, но сегашната ни употреба на дърво едва докосва пълния си потенциал“, Ли каза. Това е така, защото дървото не е толкова силно, колкото чистата целулоза. Целулозата съставлява само 40-50 процента от дървесината. Останалото е хемицелулоза и лигнин (свързващ агент).

така че аз et al. Измислихме практичен и достъпен производствен метод за създаване на подсилена дървесина чрез премахване на по-слабите й компоненти (като лигнин). Те първо нарязват груби блокове от липа в размери на проби, след което потапят пробите във воден разтвор (смесен с натриев хидроксид и натриев сулфит), за да запълнят порите, което кара пробите да потънат на дъното на контейнера. Три различни партиди проби от дърво и разтвор се варят при 100 °C в продължение на два, четири и шест часа, съответно, и след това пробите се изплакват с дейонизирана вода, за да се отстранят всички суспендирани химикали. (Авторите отбелязват, че производството на керамика, например, изисква нагряване на материалите до няколко хиляди градуса по Целзий.)