Американские материаловеды увеличили твердость древесины в двадцать три раза. Они обработали ее кипящим щелочным раствором, а затем сжали с помощью горячего пресса. Это позволило избавиться от мягкой фракции древесины (лигнина), заполнить пустоты и скрепить соседние целлюлозные волокна водородными связями. Нож из полученного материала не уступает стальным ножам, например, им можно с легкостью резать стейки.

Результаты исследования опубликованы в журнале Matter.

Твердостью называют способность материала сопротивляться механическим деформациям. Твердые материалы нужны повсюду, от глубокого бурения до изготовления ножей, гвоздей и шурупов. Твердые материалы — сплавы и керамику — изготавливают при высокой температуре и давлении, что делает материалы дороже и увеличивает их углеродный след.

Американские материаловеды под руководством Тенга Ли (Teng Li) из Университета Мэриленда разработали твердый материал, который можно получать в мягких условиях из полностью возобновляемого сырья.

За основу они взяли обычную древесину — природный композит, состоящий из прочных волокон полимера целлюлозы, скрепленных между собой более мягким полимером лигнином. Волокна целлюлозы в древесине расположены упорядоченно: все волокна вытянуты по направлению роста дерева, при этом мелкие волокна объединяются в более крупные структуры, создавая единый армирующий каркас. Это делает древесину прочной — например, по удельной прочности она превосходит многие рукотворные материалы. В то же время твердость древесины невысока из-за присутствия мягкого лигнина. Есть у древесины и другие недостатки: по сравнению с рукотворными материалами она более неоднородна, имеет полости и другие дефекты, а под действием воды постепенно набухает и разрушается. Чтобы превратить древесину в твердый материал Ли и его коллеги последовательно провели три процедуры.