Con fibras de celulosa fuertes lograron diseñar un cuchillo de madera más afilado que el acero

Los cuchillos de madera resultaron ser “tres veces más afilados que los de acero” y podrían en un futuro cercado ayudar a reducir el uso de energía y el desperdicio de cubiertos de plástico, según el resultado innovador obtenido por investigadores de la Universidad de Maryland. “Sorprendentemente, nuestro cuchillo de madera es en realidad tres veces más afilado que el típico cuchillo de mesa de acero inoxidable”, dijo Teng Li, científico de materiales

 

Fuente: News Cientist

 

ESTADOS UNIDOS (23/10/2021).- Teng Li, de la Universidad de Maryland, y sus colegas desarrollaron un material llamado madera endurecida que es 23 veces más duro que la madera en bruto y se puede tallar para hacer cuchillos tres veces más afilados que los de acero estándar. Una capa de aceite mineral hace que los cuchillos sean resistentes al agua.

“Los cuchillos de madera endurecida se pueden lavar, secar y volver a afilar si es necesario, de modo que se espera una vida útil más prolongada”, dice Teng.

La clave para hacer los cuchillos tan afilados fue usar fibras de celulosa fuertes que se encuentran en las paredes celulares de las plantas, que constituyen casi la mitad de la masa de la madera, en lugar de polímeros más débiles en las paredes celulares llamados lignina y hemicelulosa.

El equipo eliminó estos polímeros más débiles de la madera en bruto sumergiéndolos en una solución que contenía hidróxido de sodio y sulfito de sodio, antes de hervir la solución a 100 ° C durante unas horas. Luego aplastaron las fibras de celulosa restantes juntas a una presión de 20 megapascales durante 6 horas antes de secarlas a unos 100 ° C para producir madera endurecida.

La fabricación de cuchillos de acero y cerámica disponibles en el mercado a menudo requiere temperaturas y presiones al menos 10 veces más altas, lo que hace que estos cuchillos de madera sean una forma de cubertería que consume menos energía.

El equipo comparó el filo de los cuchillos hechos de madera endurecida con los de acero midiendo la facilidad con que las hojas cortaban un cable eléctrico estándar. Descubrieron que los cuchillos de madera requerían alrededor de tres veces menos fuerza para cortar el alambre en comparación con los cuchillos de acero.

El equipo descubrió que los cuchillos de madera se sentían comparables a los cuchillos de acero al cortar filetes medio bien cocidos.

“Hay más de 3 billones de árboles maduros en la Tierra. Son abundantes y renovables. Revelar y aprovechar todo el potencial de la madera, más allá de su uso convencional, promete un futuro mejor y más verde. Nos encantaría ver su comercialización en un futuro próximo ”, dice Teng.

Mejorando la madera natural

El proceso de fabricación de madera endurecida es realmente bastante simple, dijo Li. La madera obtiene gran parte de su fuerza de la celulosa, la sustancia que forma las fibras de la madera.

La celulosa en sí es un material notablemente fuerte, cuya resistencia en relación con su densidad es “más alta que casi todos los metales y aleaciones del mundo”, dijo Li.

Pero la celulosa comprende solo del 40 al 50 por ciento de la madera. Entonces, el primer paso para desarrollar un material a base de madera de mayor densidad fue reducir los componentes que no eran celulosa. En particular, apuntaron a la lignina, que actúa como una especie de pegamento en la madera normal, uniendo las fibras.

“Usamos productos químicos para eliminar parcialmente la lignina. Y después del primer paso, la madera se vuelve blanda, flexible y algo blanda”, dijo Li.

“Entonces, el segundo paso es que aplicamos presión. También aumentamos la temperatura. El propósito de eso es realmente densificar la madera natural y también eliminar el agua, reduciendo su grosor a alrededor del 20 por ciento de la madera natural original”.

 

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