Les couteaux les in addition tranchants disponibles sont en acier ou en céramique, deux matériaux fabriqués par l’homme qui doivent être forgés dans des fours à des températures extrêmes. Aujourd’hui, les chercheurs ont développé un moyen potentiellement plus strong de fabriquer des couteaux tranchants : l’utilisation de bois durci. La méthode, présentée le 20 octobre dans la revue Make a difference, rend le bois 23 fois in addition dur, et un couteau fabriqué à partir de ce matériau est près de trois fois plus tranchant qu’un couteau de table en acier inoxydable.
auteur principal de l’étude et scientifique des matériaux à l’Université du Maryland. Ensuite, le couteau en bois durci peut être lavé et réutilisé, ce qui en fait une alternative prometteuse aux couteaux en acier, en céramique et en plastique jetables.
Li et son équipe ont également démontré que leur matériau peut être utilisé pour produire des clous en bois aussi tranchants que les clous en acier conventionnels. Contrairement aux clous en acier, les clous en bois que l’équipe a développés sont résistants à la rouille. Les chercheurs ont montré que ces clous en bois pouvaient être utilisés pour marteler trois planches sans endommager le clou. En plus des couteaux et des clous, Li espère qu’à l’avenir, le matériau pourra également être utilisé pour fabriquer des parquets en bois dur in addition résistants aux rayures et à l’usure.
vous voyez que beaucoup d’entre eux sont des matériaux fabriqués par l’homme, motor vehicle les matériaux naturels ne satisferont pas nécessairement ce dont nous avons besoin”, explique Li.
“La cellulose, le principal composant du bois, a un rapport résistance/densité as well as élevé que la plupart des matériaux d’ingénierie, comme la céramique, les métaux et les polymères, mais notre utilisation actuelle du bois atteint à peine son plein potentiel”, dit-il. Même s’il est souvent utilisé dans la design, la résistance du bois est inférieure à celle de la cellulose. En effet, le bois n’est composé que de 40 à 50 % de cellulose, le reste étant constitué d’hémicellulose et de lignine, qui agit comme un liant.
Li et son équipe ont cherché à traiter le bois de manière à éliminer les composants les in addition faibles sans détruire le squelette cellulosique. “C’est un processus en deux étapes”, explique Li. “Dans la première étape, nous délignifions partiellement le bois. Typiquement, le bois est très rigide, mais après élimination de la lignine, il devient mou, adaptable et quelque peu spongieux. Dans la deuxième étape, nous faisons une presse à chaud en appliquant une pression et de la chaleur au bois traité chimiquement pour densifier et éliminer l’eau.
Une fois le matériau traité et sculpté dans la forme souhaitée, il est enduit d’huile minérale pour prolonger sa durée de vie. La cellulose a tendance à absorber l’eau, ce revêtement préserve donc le tranchant du couteau lors de son utilisation et lors de son lavage dans l’évier ou le lave-vaisselle.
En utilisant la microscopie à haute résolution, Li et son équipe ont examiné la microstructure du bois durci pour déterminer l’origine de sa résistance. « La résistance d’un morceau de matériau est très practical à la taille et à la densité des défauts, comme les vides, les canaux ou les piqûres », explique Li. “Le processus en deux étapes que nous utilisons pour traiter le bois naturel réduit ou supprime considérablement les défauts du bois naturel, de sorte que ces canaux pour transporter l’eau ou d’autres nutriments dans l’arbre ont presque disparu.”
Ce processus de durcissement du bois a le potentiel d’être furthermore économe en énergie et d’avoir un impression environnemental plus faible que pour la fabrication d’autres matériaux fabriqués par l’homme, bien qu’une analyse plus approfondie soit nécessaire pour le dire. La première étape consiste à faire bouillir le bois à 100° Celsius dans un bain de produits chimiques, qui pourraient potentiellement être réutilisés de ton en whole lot. A titre de comparaison, le procédé de fabrication de la céramique nécessite de chauffer des matériaux jusqu’à quelques milliers de degrés Celsius.
« Dans notre delicacies, nous avons de nombreuses pièces de bois que nous utilisons depuis très longtemps, comme une planche à découper, des baguettes ou un rouleau à pâtisserie », explique Li. “Ces couteaux peuvent également être utilisés plusieurs fois si vous les refaites surface area, les aiguisez et effectuez le même entretien régulier.”