COOLna

Díky moderním technologiím lze ze dřeva vyrobit tak kvalitní nůž, že má čepel třiadvacetkrát tvrdší než původní materiál a třikrát ostřejší než standardní nože z nerezové oceli, tvrdí vědci, kteří na projektu spolupracovali. Steakem tento dřevěný nůž projede tak lehce, jako byste krájeli máslo.

K výrobě čepele použili experti ze strojírenského oddělení univerzity v americkém Marylandu nový proces tvrzení přírodních materiálů, díky kterému se dřevo zpevní natolik, že je 23× tvrdší než původně. Navíc je výroba těchto nožů šetrnější k životnímu prostředí, což je bonus.

Aktuálně jsou nejkvalitnější a nejostřejší nože na trhu buď ocelové, nebo keramické, tedy z materiálů vytvořených uměle v pecích za extrémně vysokých teplot. Speciální dřevěný nůž lze vyrobit díky chytré technologii, při níž se dřevo nejprve chemicky ošetří, aby se z něj odstranily slabé články (měkký lignin), a následně se zbylá pevná kostra dřeva tvořená celulózou podrobí obrovskému tlaku.

Vědci řeší čistě technologickou stránku věci, takže otázky, kdy by mohly být tyto nože dostupné na trhu, zatím nejsou na pořadu dne. Ale alespoň prozradili, že stejnou technologii lze využít i k výrobě dřevěných hřebů.

„Když se podíváte na pevné materiály, které denně používáme, většina je vytvořena uměle. Přírodní materiály by nedokázaly uspokojit naše potřeby,“ uvedl profesor Teng Li, vrchní autor projektu, pro Dailymail.

Přitom právě dřevo má díky svému složení a přirozeným vlastnostem úžasný potenciál, jen ho zatím neumíme plně využít. Velmi pevná celulózová vlákna ovšem tvoří jen 40 až 50 %, zbytek jsou hemicelulóza a lignin. Proto dřevo tak pevné není.

„Celulóza, hlavní složka dřeva, má větší poměr tvrdosti vzhledem k hustotě než většina člověkem vyrobených materiálů, jako jsou kovy, keramika nebo polymery. Využití obrovského potenciálu dřeva je ovšem zatím minimální,“ vysvětlil profesor Li objektivní důvod, proč se tým vědců pod jeho vedením intenzivně věnoval výzkumu, jak ze dřeva odstranit jeho slabší složky a zachovat tvrdou kostru z celulózy.

Dvoufázový proces, který tým zdárně odzkoušel, začíná delignifikací dřeva, tedy rozrušením vazeb celulózy a hemicelulóz s ligninem a jeho odstraněním. „Běžné dřevo je tuhé, ale jakmile ho zbavíte ligninu, je měkké a tvarovatelné. Následuje fáze, kdy na něj v horkém lisu působí velký tlak a vysoké teploty, aby se materiál zhustil a zbavil vody,“ vysvětluje úspěšný postup vědec. Jde o proces, který je šetrnější k životnímu prostředí než výroba oceli či keramiky, která vyžaduje teploty dosahující několika tisíc stupňů. Dřevo je potřeba ohřát ve vaně chemikálií pouze na 100 °C a chemikálie lze znovu využít při zpracování další várky.

Když vědci prozkoumali tvrzené dřevo pod mikroskopem, zjistili, že uvedený dvoufázový proces významně sníží či úplně eliminuje defekty jako dutiny, kanálky či dírky. „Kanálky pro transport vody a dalších živin, které fungují za života stromu, téměř zaniknou,“ uvedl šéf výzkumného týmu. Protože je tvrdost materiálu závislá na velikosti i hustotě uvedených defektů viditelných pod mikroskopem, je jasné, proč se dřevo tak zpevní.

Když vědci prozkoumali tvrzené dřevo pod mikroskopem, zjistili, že uvedený dvoufázový proces významně sníží či úplně eliminuje defekty jako dutiny, kanálky či dírky. „Kanálky pro transport vody a dalších živin, které fungují za života stromu, téměř zaniknou,“ uvedl šéf výzkumného týmu. Protože je tvrdost materiálu závislá na velikosti i hustotě uvedených defektů viditelných pod mikroskopem, je jasné, proč se dřevo tak zpevní.

Z dřevěného materiálu upraveného uvedeným způsobem se následně vyřeže požadovaný tvar a jeho povrch se zatáhne vrstvou minerálního oleje. Důvod je prostý. Celulóza je nasákavá, pečlivé ošetření olejem je tedy nezbytně nutné, aby si nůž zachoval ostrost i po umytí ve dřezu či myčce. I tvrzené dřevo má svá specifika. Jako ostatně každý materiál.

Podstatné je, že vědci toto nové superdřevo vidí jako nadějnou alternativu k nerezovým, keramickým a jednorázovým plastovým nožům. Proč ne, když jejich nůž nakrájí středně propečený steak stejně dobře jako tradiční nože a poté ho lze umýt a znovu použít. „V kuchyni máme ze dřeva řadu dlouhodobě používaných věcí: prkénka, hůlky, váleček, … Tyto nože také můžeme používat velmi dlouho, pokud je budeme ostřit a ošetřovat olejem,“ je přesvědčen profesor Li.

Stejný proces může být použit i k výrobě dřevěných hřebíků, což vědci také úspěšně otestovali. Dřevěné hřeby jsou podle testů stejně ostré jako klasické železné hřebíky, na rozdíl od nich ovšem nereznou. A lze s nimi k sobě přibít dřevěné desky, aniž by se jakkoli poškodily.