Los científicos fabrican cuchillos ecológicos con madera endurecida que cortan el bistec

La madera podría ser el último material que pensaría en usar en herramientas de corte, pero los investigadores emplearon un método novedoso que procesa la madera en cuchillos lo suficientemente afilados como para cortar fácilmente el bistec. De hecho, estos cuchillos de madera son casi tres veces más afilados que un cuchillo de mesa de acero inoxidable.

El cuchillo está hecho de madera procesada que es 23 veces más dura que la madera natural y hasta tres veces más afilada que un cuchillo de mesa de acero inoxidable. Crédito: Bo Chen.

La mayoría de los cuchillos de cocina están hechos de acero o cerámica, los cuales requieren altas temperaturas de hasta unos pocos miles de grados Celsius para forjarse. La madera, por otro lado, es sostenible y su procesamiento requiere mucha menos energía.

“Un cuchillo de madera podría ser una alternativa sostenible prometedora para un cuchillo de mesa de acero inoxidable, con un rendimiento aún mejor”, dijo Teng Li, autor principal del estudio y científico de materiales de la Universidad de Maryland. Ciencia ZME.

La madera es uno de los materiales más antiguos de la historia de la humanidad y se ha utilizado durante decenas de miles de años en prácticamente todas las áreas de la vida, desde la construcción y el mobiliario hasta la producción de energía. La madera se puede tornear, cepillar, tallar finamente, doblar y tejer. Cuando se quema en ausencia de oxígeno, se convierte en carbón, un combustible que todavía usan millones para cocinar y calentar.

Sin embargo, la madera natural tiene sus límites. Cuando se procesa en muebles o materiales de construcción, la madera tiende a rebotar después de darle forma. Buscando hacer la madera más versátil, Li y sus colegas idearon un nuevo método de procesamiento que mantiene las propiedades ventajosas del material al tiempo que elimina las que pueden obstaculizar la capacidad de la madera para actuar como herramienta de corte.

La madera es súper fuerte gracias a la celulosa, que tiene una mayor relación de resistencia a densidad que la cerámica, la mayoría de los metales y los polímeros. Sin embargo, la celulosa solo constituye hasta el 50% de la madera, el resto consiste en lignina y hemicelulosa.

Mediante un proceso de dos pasos, los científicos primero deslignifican la madera hirviéndola a 100 ° Celsius en un baño de productos químicos. Por lo general, la madera es muy rígida, pero una vez que la lignina aglutinante desaparece, el material se vuelve suave y flexible. En el segundo paso, la madera ahora blanda se prensa en caliente para densificar y eliminar el exceso de agua.

Finalmente, después de tallar el material procesado en la forma deseada, se aplica una capa de aceite mineral para que el cuchillo de madera no se desafile (a la celulosa le gusta demasiado el agua para un cuchillo de corte).

Además de los cuchillos, los investigadores también convirtieron su madera procesada en clavos, que resultaron tan afilados y resistentes como los clavos de acero convencionales. Pero a diferencia de sus homólogos de metal, los clavos de madera no se oxidan. En una demostración, los investigadores martillaron tres tablas sin dañar los clavos de madera.

A partir de estas demostraciones, era obvio que los investigadores habían hecho un material súper fuerte, y pronto descubrieron por qué. Al observar las muestras tratadas bajo la lente de un microscopio de alta resolución, los científicos encontraron que la madera procesada tenía muchos menos huecos y hoyos, que son defectos comunes en la madera natural.

“Cuando descubrimos que la madera procesada puede ser 23 veces más dura que la madera natural, nos emocionamos y nos preguntamos para qué se podría usar esa madera endurecida. La lluvia de ideas que disfrutamos condujo a dos posibles demostraciones, cuchillos y clavos de madera, que podrían ser una alternativa sostenible para los cuchillos de mesa de acero y plástico y los clavos de acero. Cortar fácilmente un filete medio bien cocido con nuestro cuchillo de madera fue divertido y satisfactorio ”, dijo Li.

Por ahora, estas son solo demostraciones de la tecnología a escala de laboratorio. Sin embargo, los investigadores creen que pueden escalar el proceso para que los cuchillos de madera afilados se puedan vender a un costo competitivo con los cuchillos de acero convencionales. “Esto llevará algo de tiempo y esfuerzos adicionales de investigación y desarrollo. Pero definitivamente vale la pena hacerlo ”, agregó Li.

“El cuchillo de madera y los clavos son solo dos demostraciones de la madera endurecida. Los materiales duros y resistentes son ampliamente utilizados en nuestra vida diaria. Existen oportunidades fértiles para utilizar la madera endurecida como posible reemplazo de los cubiertos y los materiales de construcción actuales, como el acero y la cerámica ”, dijo Li.

“Hay más de 3 billones de árboles maduros en la tierra, según un estudio reciente publicado en Nature. Esto se traduce en más de 400 árboles para cada uno de nosotros en el mundo. Los árboles son renovables y la madera es sostenible. Nuestro uso actual de la madera apenas alcanza su máximo potencial. Hay oportunidades fértiles para que usemos materiales ampliamente disponibles en la naturaleza hacia un futuro sostenible “.

Los hallazgos fueron publicados en la revista. Importar.