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。
「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を洗浄して再利用できるため、使い捨てのスチール、セラミック、プラスチックのナイフの代替として有望です。 信じられない？ 自分で見てください。
Li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...とてもよく。 遅かれ早かれ、傷ついたり引っかかれたりしない寄木細工を引き抜くことさえできないとあなたは言いますか？ 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。彼らがこの方法にたどり着いたのはどうしてですか？ さて、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、そして私たちはさまざまなアプローチを試すためにそれほど一生懸命に努力していません。 つい最近、私たちはこの材料の並外れた品質を再発見しました。それは、それを設計する新しい能力と組み合わされて、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加工材料よりも強度と密度の比率が高くなっていますが、現在の木材の使用はその可能性をほとんど発揮していません」とTengLi氏は言います。 木材に入れるセルロースが少なすぎるようです。建設に使用されたものでさえ、その40〜50％しか含まれていません。残りは、バインダー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。 それは、セルロース構造に影響を与えることなく、その「弱い」成分を取り除くことによって、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、リグニンを除去すると、柔らかく、しなやかになり、やや粘り気があります。 第二段階では、ホットプレスを行います。 化学的に処理された木材に圧力と熱を加えて、水を緻密化して除去します。」
材料が加工され、希望の形状に彫刻された後、寿命を延ばすために鉱油でコーティングされます。 セルロースは水を吸収する傾向があるため、このコーティングは使用中、およびシンクや食器洗い機で洗った場合でもナイフの鋭さを維持します。
しかし、それはどれくらい強いのでしょうか？
Li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氏は言います。 「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（水や他の栄養素を木に輸送するために使用される）を排除します。」
すべての要素のうち 100 つが決定的に有利です。 XNUMXつ目は、何度も再利用して研ぎ直すことができることです。 第二に、この木材を処理するのに必要な温度は摂氏 XNUMX 度だけです (再利用可能な化学浴で)。 ちなみに、陶器の製作には数千℃の温度がかかります。
この木材硬化プロセスは、他の人工材料を製造する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。
