I coltelli più affilati disponibili sono realizzati in acciaio o in ceramica. Sonoo entrambi materiali che devono essere forgiati in forni a temperature estreme. Ora, i ricercatori hanno sviluppato un modo potenzialmente più sostenibile per realizzare coltelli affilati: utilizzando legno indurito. Il metodo, presentato lo scorso 20 ottobre nella rivista scientifica Matter, rende il legno 23 volte più duro, e un coltello di legno quasi tre volte più affilato di un coltello da tavola di acciaio inossidabile.
"Il coltello taglia facilmente una bistecca di media cottura, con prestazioni simili a un coltello da tavola", dice Teng Li, autore senior dello studio e scienziato dei materiali presso l'Università del Maryland. Successivamente, il coltello in legno temprato può essere lavato e riutilizzato, rendendolo un'alternativa promettente ai coltelli in acciaio, ceramica e plastica usa e getta. Non ci credete? Date un'occhiata voi stessi.
Li e il suo team hanno anche dimostrato che il loro materiale può essere utilizzato anche per produrre chiodi di legno affilati come quelli di acciaio, e in più resistenti alla ruggine. Un coltello, un chiodo... molto bene. Dite che prima o poi non riescono a tirare fuori anche un parquet che non si rovina né graffia? Ci spero molto.
Perchè non ci hanno pensato prima?
Sono secoli che lavoriamo il legno: com'è che sono arrivati a questo metodo solo adesso? Beh, anzitutto da secoli lavoriamo il legno con la compressione ed il vapore, e non ci siamo sforzati più di tanto a tentare approcci diversi. Solo da poco abbiamo riscoperto le qualità eccezionali di questo materiale, che unite alla nostra nuova capacità di ingegnerizzarlo possono ottenere risultati straordinari. Tipo, per dire, un legno trasparente, o un altro legno più resistente del cemento.
"La cellulosa, il componente principale del legno, ha un rapporto tra resistenza e densità più elevato rispetto alla maggior parte dei materiali ingegnerizzati, come ceramiche, metalli e polimeri, ma il nostro attuale utilizzo del legno tocca a malapena il suo pieno potenziale", dice Teng Li. Mettiamo troppa poca cellulosa nel legno, a quanto pare: anche quello usato in edilizia ne contiene solo il 40-50%: il resto è lignina, che funge da legante.
Da questo punto di vista la creazione di questo coltello è solo un allenamento. È servita ai ricercatore per trovare il modo di lavorare il legno rimuovendone i componenti più "deboli" senza intaccare la struttura di cellulosa.
Un coltello per capire (in due fasi)
“Nella prima fase, rimuoviamo parzialmente la lignina. In genere, il legno è molto rigido, ma dopo la rimozione della lignina diventa morbido, flessibile e un po' molle. Nella seconda fase, eseguiamo una pressa a caldo. Applichiamo pressione e calore al legno lavorato chimicamente per densificare e rimuovere l'acqua."
Dopo che il materiale è stato lavorato e scolpito nella forma desiderata, viene rivestito con olio minerale per prolungarne la durata. La cellulosa tende ad assorbire l'acqua, quindi questo rivestimento preserva l'affilatura del coltello durante l'uso e anche quando viene lavato in lavello o lavastoviglie.
Ma quanto è forte?
Utilizzando la microscopia ad alta risoluzione, Li e il suo team hanno esaminato la microstruttura del coltello di legno indurito per determinare l'origine della sua forza. "La resistenza di un pezzo di materiale è molto sensibile alle dimensioni e alla densità dei difetti, come vuoti, canali o fosse", afferma Li. "Il processo in due fasi che stiamo utilizzando riduce significativamente i difetti del legno naturale, cancellando quelle imperfezioni e quei canali (che servono per trasportare l'acqua o altri nutrienti nell'albero, ndr)".
Due fattori su tutti depongono decisamente a favore. Primo: la possibilità di riutilizzarli e riaffilarli molte volte. Secondo, servono solo 100° Celsius per lavorare questo legno (in un bagno chimico riutilizzabile). Per fare un raffronto, realizzare della ceramica richiede migliaia di gradi celsius.
Questo processo di indurimento del legno ha il potenziale per essere più efficiente dal punto di vista energetico e avere un impatto ambientale inferiore rispetto alla produzione di altri materiali artificiali, anche se serve un'analisi più approfondita per dirlo con certezza.
