硬化的木刀比钢刀更容易切牛排

研究人员称，我们用脆弱的塑料餐具毫无意义地抓取难吃沙拉的日子可能屈指可数了报告发明了一种木材硬化技术，可以生产出比传统木材坚硬23倍的刀具。

该研究团队位于马里兰大学，由资深作者李腾领导。注意到传统的餐具是用高能工艺制作的，李的团队寻找天然可用的材料作为替代品。

“当你环顾周围，你在日常生活中使用的硬质材料，你会发现很多都是人造材料，因为天然材料不一定能满足我们的需求，”李在一次新闻发布会上说。任何使用过普通木刀的人都可以证明它们不是最有效的工具。但是李的这把新磨过的刀却不一样，它的锻造过程分两步。

打破矩阵

球队从常规开始椴木这是一种原产于美国东部的树木，生产柔软的浅棕色木材。生物聚合物的存在木质素是硬化的一个重要障碍，因为它形成一个基质，排列植物细胞壁，降低木材的强度。研究小组首先将椴木浸泡在一种化学混合物中，这种混合物可以分解木质素，然后在室温下压缩木材，粉碎穿过原始木材的无数纤维和孔隙，并去除任何残留的水分。

最后通过热压机进一步压实木材，形成硬化块，一旦干燥，布氏硬度值为31.21，是天然椴木的23倍。该工艺还避免了使用制造陶瓷和钢铁产品所需的高耗能、高温工艺。

对木材的扫描电子显微镜分析证实了其强度的原因。“一块材料的强度对缺陷的大小和密度非常敏感，比如空隙、通道或凹坑，”李说。“我们用来加工天然木材的两步工艺显著减少或消除了天然木材的缺陷，所以那些输送水或其他营养物质的通道几乎消失了。”

而最终的产品可能是显著的软与不锈钢相比，硬化的木刀，特别是当雕刻时，使木纤维垂直于刀片的方向时，被证明比商用钢或普通木刀更锋利。这是通过切割聚合物线来测量的，同时计算电线断裂的力。当刀在金属丝上来回锯时，需要0.75公斤的力来切割它，而钢制台刀需要1.77公斤的力。

为了用一个不那么抽象的测试来展示他们的刀的力量，团队端上了一块三分熟的牛排，然后用他们的刀切开它，如下面的视频所示。

研究人员正在用一把硬木刀切牛排。来源:Bo Chen

解决金属生锈的问题

研究小组还认识到人造金属很容易腐烂。钢钉生锈就是一个很好的例子，该团队创造了一种硬化的木钉，能够将三块椴木木板敲在一起。击穿木板所需要的力量大致相当于一颗钢钉。

当然，木制工具也有容易腐烂的弱点，所以研究小组还用食品级矿物油处理了硬化的木材，这种油能够大幅提高木材的耐水性。然而，在水中浸泡24小时后，刀的硬度值从30以上下降到20以下——刀的长期完整性，特别是在定期清洗的情况下，还有待建立。

然而，李指出，像其他木制工具一样，稍加小心就能看到硬化的木刀:“在我们的厨房里，我们有许多使用很长时间的木制品，比如砧板、筷子或擀面杖。这些刀也可以用很多次，如果你重新打磨它们，磨锋利，并进行同样的定期保养。”

参考:

陈，B, Leiste, U, Fourney, WL，刘，Y，陈，Q和李，T.硬化木材作为可再生替代品