科学家提升木材23倍强度,造出两把木刀锋利无比,能轻易砍断钢刀



科学家提升木材23倍强度,造出两把木刀锋利无比,能轻易砍断钢刀

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科学家提升木材23倍强度,造出两把木刀锋利无比,能轻易砍断钢刀

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木刀和钢刀互砍 , 谁受伤?你可能会不假思索地说 , 这还用问吗?我拿钢刀 , 你拿木刀 , 咱们来比试比试?


要放以前 , 你可能稳操胜券 , 但现在 , 你的不假思索却可能要了你的命 , 因为美国马里兰大学的科学家 , 已经研制出了一种木刀 , 比不锈钢的餐刀强度还要高3倍;而用这种木材制成的木钉 , 强度也等于或超过了钢钉 。


这项研究来自材料学家李腾的团队 , 他们通过经济实惠的实用方法 , 对木材进行特殊处理后 , 将木材的强度提高了23倍 , 从而变成比钢铁还硬 , 且极为环保的高强度材料 , 具有极为诱人的广阔前景 。
木材的主要成分是纤维素 , 根据科学家们的研究 , 纤维素的强度密度比超过了陶瓷、金属和合金等大多数工程材料 。 木材中纤维素的含量在40%到50%之间 , 其它成分包括半纤维素和木质素等 , 含量较低 。 但正是这些材料的杂合 , 降低了纤维素的强度 , 也让木材变成了谁都可以欺负的对象 , 想锯就锯 , 想砍就砍 , 一把火烧了 , 就剩一点儿灰 。


科学家们要做的 , 就是去除这些弱的成分 , 让纤维素爆发出全部的潜力 。 为此他们将木材氢氧化钠和亚硫酸钠的溶液中 , 将其加热到100摄氏度2~6个小时 , 然后用去离子水冲洗 , 将大部分的木质素和其他化学物质去除 , 只留下柔软而富有弹性 , 甚至有些松软的纤维素 。
之后科学家们用热压机在室温和20兆帕压力下将样品压缩6小时 , 然后再加热到105摄氏度进行干燥 , 最后浸入食品级油中48小时 , 使木材表面具有防水性 , 从而获得了高强度的“木材”材料 。 在显微镜下 , 科学家们发现 , 硬化后的木材 , 其空隙、通道和孔隙都显著减少 , 这正是材料强度得以大幅提高的关键 。
科学家们用这种材料制作了两把硬化木刀 , 其中一把木纤维与刀刃平行 , 另一把则垂直于刀刃 。 结果表明 , 两把刀都比钢制餐刀和普通木刀要锋利得多 , 科学家们甚至用它来切牛扒 , 品尝美味的食物 。
科学家们还有这种木材制成了木钉 , 其强度也达到或超过了钢钉 , 可以轻易钉进三层木板里 。 最让人感兴趣的是 , 它不会生锈 , 这意味着它的寿命可能比钢钉还要长得多 。
所以你真的认为 , 你提着一把钢刀 , 和提着这种木刀的对手比试 , 还有完全的胜算么?木刀的强度比钢刀还高三倍 , 说不定真的可以把你的钢刀一砍两段;而制成的木钉 , 既然比钢钉还强 , 说不定连铁板也能钉进去呢 。
这项研究无疑具有极为重要的意义 , 用不锈钢、合金等金属制造刀具等生产生活工具 , 需要耗费巨大的能源 , 加速地球变暖;而一次性的塑料餐具 , 则需经过450年才能完全降解 , 导致环境的巨大污染 。 而木材是可再生的经济材料 , 氢氧化钠和亚硫酸钠也是廉价的化学物质 , 制造过程也是在室温下 , 只需加热到100度和20兆帕压力 , 比起冶炼金属和煅烧陶瓷 , 可以说能耗很低 , 但强度却高于它们 , 可以说是一种经济环保 , 极为优良的材料 。 而且这种材料做成的刀具 , 可以像普通刀具一样清洗和重复使用 , 钝了之后同样可以磨得更锋利 。
科学家们认为 , 这种强化木材完全可以取代塑料、混凝土和钢材等 , 在各个方面都有着大量的应用 , 甚至可以做成耐刮擦和磨损的地板 。

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