科學家造出比鋼刀還鋒利3倍的木刀,網友:這是在給安檢出難題啊



木刀和鋼刀互砍,誰受傷?你可能會不假思索地說,這還用問嗎?我拿鋼刀,你拿木刀,咱們來比試比試?

要放以前,你可能穩操勝券,但現在,你的不假思索卻可能要了你的命,因為美國馬里蘭大學的科學家,已經研製出了一種木刀,比不鏽鋼的餐刀強度還要高3倍;而用這種木材製成的木釘,強度也等於或超過了鋼釘。


這項研究來自材料學家李騰的團隊,他們通過經濟實惠的實用方法,對木材進行特殊處理後,將木材的強度提高了23倍,從而變成比鋼鐵還硬,且極為環保的高強度材料,具有極為誘人的廣闊前景。

木材的主要成分是纖維素,根據科學家們的研究,纖維素的強度密度比超過了陶瓷、金屬和合金等大多數工程材料。木材中纖維素的含量在40%到50%之間,其它成分包括半纖維素和木質素等,含量較低。但正是這些材料的雜合,降低了纖維素的強度,也讓木材變成了誰都可以欺負的物件,想鋸就鋸,想砍就砍,一把火燒了,就剩一點兒灰。


科學家們要做的,就是去除這些弱的成分,讓纖維素爆發出全部的潛力。為此他們將木材氫氧化鈉和亞硫酸鈉的溶液中,將其加熱到100攝氏度2~6個小時,然後用去離子水沖洗,將大部分的木質素和其他化學物質去除,只留下柔軟而富有彈性,甚至有些鬆軟的纖維素。

之後科學家們用熱壓機在室溫和20兆帕壓力下將樣品壓縮6小時,然後再加熱到105攝氏度進行乾燥,最後浸入食品級油中48小時,使木材表面具有防水性,從而獲得了高強度的“木材”材料。在顯微鏡下,科學家們發現,硬化後的木材,其空隙、通道和孔隙都顯著減少,這正是材料強度得以大幅提高的關鍵。


科學家們用這種材料製作了兩把硬化木刀,其中一把木纖維與刀刃平行,另一把則垂直於刀刃。結果表明,兩把刀都比鋼製餐刀和普通木刀要鋒利得多,科學家們甚至用它來切牛扒,品嚐美味的食物。

科學家們還有這種木材製成了木釘,其強度也達到或超過了鋼釘,可以輕易釘進三層木板裡。最讓人感興趣的是,它不會生鏽,這意味著它的壽命可能比鋼釘還要長得多。

所以你真的認為,你提著一把鋼刀,和提著這種木刀的對手比試,還有完全的勝算麼?木刀的強度比鋼刀還高三倍,說不定真的可以把你的鋼刀一砍兩段;而製成的木釘,既然比鋼釘還強,說不定連鐵板也能釘進去呢。


這項研究無疑具有極為重要的意義,用不鏽鋼、合金等金屬製造刀具等生產生活工具,需要耗費巨大的能源,加速地球變暖;而一次性的塑料餐具,則需經過450年才能完全降解,導致環境的巨大汙染。而木材是可再生的經濟材料,氫氧化鈉和亞硫酸鈉也是廉價的化學物質,製造過程也是在室溫下,只需加熱到100度和20兆帕壓力,比起冶煉金屬和煅燒陶瓷,可以說能耗很低,但強度卻高於它們,可以說是一種經濟環保,極為優良的材料。而且這種材料做成的刀具,可以像普通刀具一樣清洗和重複使用,鈍了之後同樣可以磨得更鋒利。

科學家們認為,這種強化木材完全可以取代塑料、混凝土和鋼材等,在各個方面都有著大量的應用,甚至可以做成耐刮擦和磨損的地板。

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不過我還是很難想象,木材製成刀也罷了,竟然還能製成釘子,可能比鋼釘還要厲害,確實腦洞有些不夠了。還有網友擔心,這東西要過了安檢可咋辦呢?這不是在給安檢出難題嗎?

這項研究發表在10月20日《Matter》雜誌上。

Matter/Hardened wood as a renewable alternative to steel and plastic

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