Закаленная древесина как возобновляемая альтернатива стали

Нарезали стейк средней прожарки изготовленным деревянным ножом

Бо Чен (Bo Chen), Ульрих Х. Лейсте (Ulrich H. Leiste), Уильям Л. Фурни (William L. Fourney), Ю Лю (Yu Liu), Цюнъю Чен (Qiongyu Chen), Тэн Ли (Teng Li), Университет Мэриленда (University of Maryland), США, напечатали работу "Закаленная древесина как возобновляемая альтернатива стали и пластику" (Hardened wood as a renewable alternative to steel and plastic), "Материал" (Matter), 20 октября 2021.

Сталь, сплавы, керамика, нужны всем. Они твердые, из них делают множество необходимых предметов. С другой стороны они дороги. Особенно нержавеющая сталь, сплавы на основе никеля, серебра. Производство высоко энергозатратно. Воздействие на окружающую среду негативно. Отходы сталелитейной промышленности вредны. Пластик разлагается медленно. Авторы разаботали недорогой материал из натурального дерева, твердый, но при этом возобновляемый. Закаленная древесина (hardened wood, HW), с твердостью в 23 раза выше, чем обычная. Нож из HW в 3 раза острее, чем образцы из университетской столовки. А гвозди HW сравнимы со стальными по функциональности, с теми же характеристиками, но невосприимчивы к главной причине разрушения стальных гвоздей - ржавчине.

Дерево должно заменить сталь, пластик, бетон, керамику. Но каким же образом? Оно не так чтобы уж очень прочное. Однако, главный его компонент целлюлоза - до 50%. А отношение прочности к плотности целлюлозы больше, чем у металлов, полимеров или керамики. Специалисты решили удалить все лишнее и оставить все самое ценное. Изготовили из липы образцы, замочили их в растворе с гидроксидом натрия и сульфитом натрия, кипятили образцы при 100С или 2, или 4, или 6 часов. Это не всё. Сжимали деревяшки 6 часов в машине горячего прессования давлением 20 МПа, сушили при 105С, держали 48 часов в пищевом масле для создания водостойкости поверхности.

Измерили твердость. Лучше всего оказались те болванки, которые кипятили 4 часа. Из закаленной древесины изготовил 2 ножа и гвозди. Один нож - древесное волокно было ориентировано параллельно лезвию. Другой - перпендикулярно лезвию. Что показал электронный микроскоп?, что оба лезвия острее, чем лезвия стального ножа и простого деревянного ножа. Гвозди такие же острые, как гвозди из стали. В доказательство сколотили вместе 3 доски. К тому же они не ржавеют, их можно мыть руками и в посудомойке. Ножи, конечно, но можно и гвозди помыть.

Таким образом, из материалов низкой стоимости (липа, гидроксид натрия, сульфат натрия), не очень сложным технологическим процессом (нагрев 100С, давление 20 МПа), получена закаленная древесина. Ножи из такого материала не уступают стальным и пластиковым, но экономят во время производства массу материалов и энергии, не загрязняя при этом окружающую среду. Специалисты отметили удачное завершение экспериментов нарезкой стейка средней прожарки изготовленным деревянным ножом. Эта обнадеживающая область применения предполагает перспективу использования HW как возобновляемой и недорогой альтернативы обычным твердым материалам с возможностью замены металлической, пластиковой столовой посуды и стальных гвоздей. Работы будут продолжены. Но хотелось бы спросить ученых мужей, как правильно копить деньги при маленькой зарплате, чтобы хватило и и на стек средней прожарки, и на нож с гвоздями?

06.11.2021

Комментарий:

Шнобелевская премия 2023 в области образования

Исследования изучают влияние скуки учителя на скуку учащихся в классе и опыт скучного обучения. Их цель – понять взаимосвязь между скукой учителей, воспринимаемой учениками скукой учителя, скукой учеников и мотивацией обучения скучающих от скуки учащихся
подробнее

Шнобелевская премия 2011 литература

Люди могут быть мотивированы делать сложные задачи, если эти задачи являются способом не делать нечто более сложное. Чтобы работы выполнялись, необходимо создать сложную иерархию задач в порядке важности от самой наименее актуальной, до наиболее важной
подробнее

Источник - пресса

Шнобель Процедура Пресса Анналы Архив Статьи Шнобелист