Những con dao sắc nhất hiện được làm bằng thép hoặc gốm, cả hai vật liệu nhân tạo này đều cần được rèn trong lò trong điều kiện nhiệt độ khắc nghiệt. Giờ đây, các nhà nghiên cứu tại Đại học Maryland đã đưa ra một phương pháp bền vững hơn sử dụng gỗ cứng để tạo ra những con dao sắc. Phương pháp này làm cho gỗ cứng hơn 23 lần và sắc hơn gần ba lần dao bằng thép không gỉ được sử dụng trên bàn ăn.

Teng Li, đồng tác giả nghiên cứu cho biết: Dao gỗ cứng cắt được miếng bít tết vừa chín tới một cách dễ dàng, hiệu quả tương tự như dao bàn ăn. Sau đó, dao gỗ cứng có thể được rửa sạch và tái sử dụng, nên là lựa chọn thay thế triển vọng cho dao thép, gốm và nhựa dùng một lần.

Nhóm nghiên cứu cũng chứng minh vật liệu của họ có thể được sử dụng để sản xuất đinh gỗ sắc như đinh thép thông dụng. Không giống đinh thép, đinh gỗ có khả năng chống gỉ. Các nhà nghiên cứu đã chứng minh loại đinh gỗ này có thể được dùng để đóng ba tấm ván lại với nhau mà đinh không bị hỏng. Ngoài dao và đinh, các nhà nghiên cứu hy vọng, trong tương lai, vật liệu này cũng có thể được sử dụng để làm sàn gỗ cứng chống trầy xước và chống ăn mòn tốt hơn.

Ông Li cho biết: “Xenlulô, thành phần chính của gỗ, có tỷ lệ độ bền và mật độ cao hơn hầu hết các vật liệu được chế tạo, như gốm sứ, kim loại và polyme, nhưng cách sử dụng gỗ hiện tại của chúng ta hầu như không phát huy hết tiềm năng của nó”. Mặc dù nó thường được sử dụng trong xây dựng, nhưng độ bền của gỗ không bằng xenlulo. Điều này là do gỗ chỉ được tạo thành từ 40% - 50% xenlulô, phần còn lại bao gồm hemixenlulô và lignin, đóng vai trò như chất kết dính.

Nhóm nghiên cứu đã tìm cách xử lý gỗ để loại bỏ các thành phần yếu trong khi không phá hủy bộ khung xenlulô. Ông Li nói: “Đó là một quá trình gồm hai bước. Trong bước đầu tiên, chúng tôi tách lớp một phần gỗ. Thông thường, gỗ rất cứng, nhưng sau khi loại bỏ lớp lignin, nó trở nên mềm, dẻo và hơi ướt. Ở bước thứ hai, chúng tôi ép nóng bằng cách dùng áp lực và làm nóng gỗ đã qua xử lý hóa học để cô đặc và khử nước".

Sau khi vật liệu được xử lý và chạm khắc thành hình dạng mong muốn, nó được phủ trong dầu khoáng để kéo dài tuổi thọ. Xenlulô có xu hướng hấp thụ nước, vì vậy, lớp phủ này giúp bảo vệ độ sắc của dao trong quá trình sử dụng và khi nó được rửa trong bồn rửa hoặc máy rửa bát.

Sử dụng kính hiển vi có độ phân giải cao, nhóm nghiên cứu đã kiểm tra cấu trúc vi mô của loại gỗ cứng để xác định nguồn gốc sức mạnh của nó. Ông Li cho biết: “Độ bền của một phần vật liệu rất nhạy cảm với kích thước và mật độ của các khiếm khuyết như khoảng trống, rãnh hoặc vết. Quy trình hai bước mà chúng tôi đang sử dụng để xử lý gỗ tự nhiên làm giảm đáng kể hoặc loại bỏ các khiếm khuyết trong gỗ tự nhiên, nên các rãnh vận chuyển nước hoặc các chất dinh dưỡng khác trong gỗ gần như không còn".

Quá trình làm cứng gỗ này có tiềm năng tiết kiệm năng lượng và gây tác động môi trường thấp hơn so với hoạt động sản xuất các vật liệu nhân tạo khác, mặc dù cần phải phân tích thêm để khẳng định sự chắc chắn. Bước đầu tiên đòi hỏi đun sôi gỗ ở 100°C trong một bể hóa chất, có thể được tái sử dụng từ mẻ này sang mẻ khác. Để so sánh, quá trình được sử dụng để làm gốm sứ, đòi hỏi vật liệu nung nóng lên đến vài nghìn độ C.

N.P.D (NASATI), theo https://phys.org/news/2021-10-hardened-wooden-knives-slice-steak.html, 20/10/2021