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この木製のナイフがジューシーなミディアムディッシュステーキを簡単にスライスするのを見てください

メリーランド大学(UMD)の研究者は、通常の木材より23倍硬い天然木材料を作成するための簡単で手頃な方法を発見しました。 新しい用紙 Mater誌に掲載されました。 彼らは、木製のナイフといくつかの木のネジを形作ることによって硬化した木のサンプルをテストし、両方がそれらの鋼の対応物のそれ以上で機能することを発見しました。 研究者たちは、素晴らしいコンセプトの証明として、木製のナイフで中皿のステーキを切ることさえできました。 ボーナス:ナイフは簡単に掃除できる食器洗い機で安全です。

プラスチック製の使い捨てカトラリーは言うまでもなく、優れたステンレス鋼のカトラリーがあるのに、なぜわざわざ木製のカトラリーを作るのですか? 後者は明らかに環境に害を及ぼします。年間約400億個のプラスチック工具は、非常に小型で軽量であるため、リサイクルされることはめったにありません。 そして、プラスチックが分解するのに450年かかると著者らは述べています。 鉄鋼やその他の再生不可能な固体(たとえば、ニッケルやチタンをベースにした合金、さまざまなエンジニアリングアプリケーションで一般的に使用されている窒化物やダイヤモンド)の場合、極端なエネルギーを生成する必要があるため、製造に費用がかかります。非常に激しい(非常に高い熱と圧力)条件。)

より安価で環境的に持続可能な代替案を考え出すことは、材料科学コミュニティに大きな関心が寄せられています。 「日常生活で使用している固形物を見てみると、天然素材は必ずしも必要なものを満たしていないため、多くは人工物であることがわかります。」 共著者のTengLiは言った、UMDの材料科学者。 彼と彼の同僚は、木材がプラスチック、コンクリート、鉄鋼の潜在的な代替品になる可能性があると考えました。

ズーム / 天然木を無垢材に変換するためのUMD製造方法の概略図といくつかの潜在的な用途。

Bo Chen et al。、2021

「木材の主成分であるセルロースは、セラミック、金属、ポリマーなどのほとんどのエンジニアリング材料よりも強度と密度の比率が高くなっていますが、現在の木材の使用は、その潜在能力をほとんど発揮していません。」 李は言った。 これは、木材が純粋なセルロースほど強くないためです。 セルロースは木材の40〜50パーセントしか占めていません。 残りはヘミセルロースとリグニン(結合剤)です。

いくつか etal。 弱い成分(リグニンなど)を取り除いて強化木材を作るための実用的で手頃な製造方法を考え出しました。 彼らは最初に粗いバスウッドブロックをサンプルサイズにカットし、次にサンプルを水溶液(水酸化ナトリウムと亜硫酸ナトリウムと混合)に浸して細孔を埋め、サンプルを容器の底に沈めました。 木材と溶液のサンプルの3つの異なるバッチを、100°Cでそれぞれ2時間、4時間、6時間煮沸した後、サンプルを脱イオン水ですすいで、浮遊している化学物質をすべて除去しました。 (たとえば、セラミックを作るには、材料を摂氏数千度に加熱する必要があると著者は述べています。)

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