Ученые из Университета Мэриленда разработали метод обработки древесины, благодаря которому она становится более прочной и долговечной. Изготовленные из такого материала ножи и даже гвозди превосходят обычные во многих аспектах. Статья опубликована в журнале Matter.
Основной компонент древесины — это целлюлоза. Ее удельная прочность, то есть отношение прочности к плотности, выше, чем у многих других материалов, таких как керамика, металлы, полимеры. Тем не менее характеристики самой древесины не такие впечатляющие. Дело в том, что в ней содержится всего 40–50% целлюлозы. Другие компоненты древесины, гемицеллюлоза и лигнин, являются связывающими веществами.
Американским ученым удалось разработать такой метод обработки древесины, при котором можно избавиться от ненужных веществ и сохранить целлюлозный скелет. На первом этапе происходит делигнификация древесины, когда из нее удаляют лигнин. Обычно древесина довольно прочная, но без лигнина она становится гибкой и мягкой. После химической обработки древесину нагревают и сдавливают, чтобы уплотнить ее и избавиться от воды. Вслед за обработкой материала и приданием ему формы его покрывают минеральными маслами, чтобы он был более долговечным. Целлюлоза может впитывать влагу, а такое покрытие не позволяет ей этого делать. После изучения микроструктуры нового материала с помощью микроскопии высокого разрешения ученые смогли определить причину его необычной прочности. Как оказалось, процесс обработки в значительной степени удаляет дефекты, которые присутствуют в натуральной древесине, и материал становится более однородным по структуре.
Древесина, обработанная таким образом, становится в 23 раза прочнее обычной. Исследователи изготовили ножи из своей древесины, и оказалось, что они почти в три раза острее ножей из нержавеющей стали. Более того, изделие можно мыть водой и в посудомоечной машине, благодаря чему такие ножи становятся достойной и более экологичной альтернативой пластиковой посуде. Деревянные гвозди, созданные учеными, также превзошли стальные. Они такие же острые и к тому же не подвергаются коррозии. Исследователи даже продемонстрировали, как скрепили вместе с помощью деревянных гвоздей три доски, и гвозди от этого не пострадали. В будущем авторы надеются изготовить напольное покрытие из своей древесины, так как оно не будет царапаться и изнашиваться.
«На кухне мы можем долгое время пользоваться различными деревянными изделиями: разделочной доской, палочками для еды, скалкой, — отметил Ли Тэн, главный автор исследования. — Наши ножи тоже можно использовать много раз, если периодически обновлять покрытие, точить их и, в общем, просто регулярно ухаживать за ними».
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
