入手可能な最も鋭いナイフは、鋼またはセラミックでできています。 どちらも極端な温度の炉で鍛造しなければならない材料です。 現在、研究者たちは、鋭利なナイフを作るための潜在的により持続可能な方法を開発しました。それは、硬化した木材を使用することです。 20月XNUMX日に発表された方法 科学雑誌Matterでは、木材を23倍硬くし、木製ナイフはステンレス鋼のテーブルナイフよりもほぼXNUMX倍鋭くします。
「このナイフは、テーブル ナイフと同様の性能で、中程度に調理されたステーキを簡単に切ることができます」と彼は言います。 テン・リー、メリーランド大学の研究および材料科学者の上級著者。 その後、硬化した木製のナイフは洗浄して再利用できるため、使い捨てのスチール製、セラミック製、プラスチック製のナイフの有望な代替品になります。 信じられない？ 自分で見てください。
リーと彼のチームはまた、彼らの材料を使用して、鋼のように鋭く、錆びにくい木製の釘を作ることもできることを示しました。 ナイフ、釘... そうですね。 遅かれ早かれ、損傷や傷のない寄木細工を引き抜くことさえできないと思いますか? とても願っています。
なぜ彼らは以前にそれについて考えなかったのですか？
私たちは何世紀にもわたって木材を扱ってきましたが、どうして今になってこの方法にたどり着いたのでしょうか? まず第一に、私たちは何世紀にもわたって圧縮と蒸気で木材を加工してきました。 この素材の並外れた品質を再発見したのはつい最近のことであり、それをエンジニアリングする私たちの新しい能力と組み合わせることで、並外れた結果を達成することができます。 たとえば、 透明な木、または別の木材 コンクリートより強い.
「木材の主成分であるセルロースは、セラミック、金属、ポリマーなどのほとんどの工業材料よりも高い強度対密度比を持っていますが、現在の木材の使用は、その可能性を最大限に引き出すことはほとんどありません.」と Teng Li は言います. 木材に含まれるセルロースが少なすぎるようです。建設に使用されるものでも、40 ～ 50% しか含まれていません。残りは結合剤として機能するリグニンです。
この観点から、このナイフの作成は単なるトレーニングです。 これは、セルロース構造に影響を与えずに「最も弱い」成分を除去することで、研究者が木材を加工する方法を見つけるのに役立ちました.
理解するためのナイフ（XNUMXつのステップで）
「最初のステップでは、リグニンを部分的に除去します。 通常、木材は非常に硬いですが、リグニンが除去されると、柔らかくしなやかになり、ややどろどろになります。 第二段階では、ホットプレスを行います。 化学処理された木材に圧力と熱を加えて密度を高め、水分を取り除きます。」
材料を加工して目的の形状に彫刻した後、鉱物油でコーティングして寿命を延ばします。 セルロースは水を吸収する傾向があるため、このコーティングにより、使用中やシンクや食器洗い機で洗ってもナイフの切れ味を維持できます。
しかし、それはどれくらい強いのでしょうか？
Li 氏と彼のチームは、高解像度の顕微鏡を使用して、硬化した木製ナイフの微細構造を調べ、その強度の起源を特定しました。 「材料片の強度は、ボイド、チャネル、ピットなどの欠陥のサイズと密度に非常に敏感です」と Li は言います。 「私たちが使用しているXNUMX段階のプロセスは、天然木の欠陥を大幅に減らし、それらの欠陥とチャネル（水やその他の栄養素を木に運ぶために使用されるチャネル）を消去します」.
すべてのうちの100つの要因は間違いなく賛成です。 第一に、それらを何度も再利用して研ぐ能力。 第二に、この木材を（再利用可能な化学浴で）処理するのに摂氏XNUMX度しかかかりません。 比較すると、セラミックの製造には摂氏数千度かかります。
この木材硬化プロセスは、他の人工材料の生産よりもエネルギー効率が高く、環境への影響が少ない可能性がありますが、確実に言うにはより詳細な分析が必要です.
