В США придумали, как сделать сверхпрочные ножи и гвозди из дерева
kssernik — 10.11.2021
Зелёная экономика это не только энергетика с переходом к возобновляемым источникам энергии, но и использование природных материалов для производства товаров повседневного пользования. Снизить нагрузку на окружающую среду и сохранить природные экосистемы — тренд современного производства.
Что может быть экологичнее древесины — возобновляемого природного материала? Если, конечно, не рубить леса быстрее, чем они растут, и не терять их в рукотворных массовых пожарах. Можно вообще использовать для производства древесины специально отведённые под рощи для выращивания ГМО-деревьев сельхозугодья. Это должны быть быстро растущие сорта дерева, не размножающиеся в природе без посадки человеком, чтобы не распространялись беконтрольно, вытесняя природные виды.
Природная древесина уступает по прочности, твёрдости, износостойкости металлу, керамике и композитам. Но в американском штате Мериленд учёные придумали, как получить из дерева новую закаленную форму натурального материала, из которой можно сделать даже острые ножи и прочные гвозди. Сделанные из такой древесины ножи в три раза острее, чем стандартный нож для обеденного стола.
Древесина состоит из целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина вяжущих материалов. «Слабые» части древесины это гемицеллюлоза и лигнин. А целлюлоза имеет более высокое отношение прочности к плотности, чем многие технические материалы, включая керамику, металлы и полимеры. Целлюлоза является основным компонентом древесины, составляя от 40 до 50 процентов. Значит, для повышения прочности надо удалить слабые части древесины, сохранив структуру целлюлозы.
Такую задачу удалось решить учёным в США, штат Мериленд. «Это двухэтапный процесс», - говорит руководитель проекта Тэн Ли. «На первом этапе мы частично делигнифицируем древесину. Обычно древесина очень жесткая, но после удаления лигнина она становится мягкой, гибкой и несколько хрупкой. На втором этапе мы делаем горячий пресс, прикладывая давление и тепло к химически обработанной древесине, чтобы уплотнить и удалить воду ».
Затем из закаленной древесины вырезали нож и покрыли его минеральным маслом, которое противодействует естественной тенденции целлюлозы впитывать воду, продлевая срок службы материала, сохраняя остроту лезвия и делая его безопасным для мытья в посудомоечной машине. По словам ученых, нож из твердого дерева в три раза острее ножа для обеденного стола из нержавеющей стали и в 23 раза тверже, чем из натурального дерева. Полученный нож легко разрезает стейк средней прожарки.
«Прочность куска материала очень чувствительна к размеру и плотности дефектов, таких как пустоты, каналы или ямки», — говорит Тэн Ли, — «Двухэтапный процесс, который мы используем для обработки натуральной древесины, значительно уменьшает или устраняет дефекты натуральной древесины, поэтому этих каналов для транспортировки воды или других питательных веществ в дереве почти нет».
Кроме того, из такой твердой древесины изготовили гвозди. Разумеетя, они не ржавеют, как металлические, но такие же острые и прочные, как и обычные стальные гвозди. Гвозди из дерева по этой технологии легко забиваются в обычные доски.
Новая форма обработанного таким образом дерева позволяет получить экологически чистым способом те же товары, что делаются из стали и керамики. Но производство стали и керамики требует колоссальных энергозатрат, поскольку происходит в печах при экстремальных температурах. Новые технологии получения сверхпрочного дерева энергоэффективны и позволяют обойтись без колоссального расхода газа, каменного угля, электроэнергии, руды..
Очередной небольшой гвоздь (из дерева) в крышку гроба традиционной углеводородной энергетики. Как делают деревянные гвозди? Может, они квадратного сечения, штампуют из пластины. В любом случае опять есть повод задуматься в России: развивать науку и технологии, или сидеть на газонефтедолларах.
Особенности и преимущества силовых тренировок для женщин 
БронеСтрела 
Юмор. 
Дым сигарет с ментолом – курение как зависимость 
Утреннее 
Продолжим тему ловушек для котиков :) 
Г. Д. Гребенщиков. Каркаралинский мещанин 
Конкурс знатоков кинов 
Чарльз Оман. Византийская империя (Карьера Пресс, 2025) 
