10月21日,美國馬里蘭大學材料科學家李騰(TengLi,音譯)在Matter(《物質》)期刊上刊文稱,他的團隊透過對木材的加工,製作出了一把“堅硬的木頭刀”。這把木頭刀能輕鬆切開七分熟牛排,鋒利程度是不鏽鋼餐刀的3倍,而且還可反覆使用多次。
李騰團隊發明了一種透過兩個步驟,將大塊天然木材加工成硬化木材(HW)的方法。第一步,是去除木材裡較弱的分子,只留下纖維素。通常,木材的主要組成部分約40-45 wt%為纖維素,這些纖維素具有卓越的內在機械效能,可使樹木結構完整。另外50%則通常由較弱的分子組成。
第二步,是對木材加熱、加壓,提高木材密度,去除木材中的水分。然後給木材塗上礦物油,形成保護膜,增加防水性。這樣刀在使用過程中和洗滌後都能保持鋒利度。經過兩步硬化法制造出來的木刀,木材中的纖維素提到了更高的水平,尤其是化學處理時間為4小時的HW,刀刃硬度比天然椴木提高了23倍。
研究人員透過彎曲和拋光將HW進一步加工成餐刀和釘子的形狀,以展示其作為一次性餐刀和鋼釘的替代品的潛在應用。在試驗中,研究人員發現,HW木材餐刀,鋒利度幾乎是商用餐刀(例如由鋼、塑膠和天然木材製成的餐刀)的3倍。此外,HW釘還可以達到與鋼釘相當的效能,並且可以輕鬆地將其打入天然木板並將它們固定在一起。
這些豐富的應用表明HW有望成為傳統硬質材料的可再生和低成本替代品,並且具有使用HW的額外優勢。不過網友好奇的是,兩步硬化法的製作成本到底是多少。