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Regardez ce couteau en bois trancher facilement un steak juteux de taille moyenne

Des chercheurs de l’Université du Maryland (UMD) ont découvert un moyen simple et abordable de créer des matériaux en bois naturel qui sont 23 fois plus durs que le bois traditionnel, selon nouveau papier Publié dans le magazine Mater. Ils ont testé leurs échantillons de bois durci en façonnant un couteau en bois et plusieurs clous en bois et ont constaté que les deux avaient des performances égales ou supérieures à celles de leurs homologues en acier. Les chercheurs ont même réussi à couper un steak moyen avec leur couteau en bois comme une délicieuse preuve de concept. Bonus : le couteau va au lave-vaisselle pour un nettoyage facile.

Pourquoi s’embêter à fabriquer des couverts en bois quand on a de bons couverts en inox, sans parler des ustensiles jetables en plastique ? Ce dernier est clairement un danger pour l’environnement, étant donné qu’environ 40 milliards d’outils en plastique utilisés chaque année sont rarement recyclés car ils sont si petits et légers. Et il faut bien 450 ans pour que le plastique se décompose, disent les auteurs. Pour l’acier et d’autres solides non renouvelables – les alliages à base de nickel et de titane, par exemple, ainsi que le nitrure et le diamant qui sont couramment utilisés dans une variété d’applications d’ingénierie – ils sont coûteux à fabriquer car ils nécessitent la création d’une énergie extrême – conditions très intenses (chaleur et pression extrêmement élevées).

La communauté scientifique des matériaux est très intéressée à proposer des alternatives moins chères et plus durables sur le plan environnemental. « Quand vous regardez autour de vous les matériaux solides que vous utilisez dans votre vie quotidienne, vous voyez que beaucoup d’entre eux sont fabriqués par l’homme parce que les matériaux naturels ne répondront pas nécessairement à nos besoins », Le co-auteur Teng Li a déclaré, un scientifique des matériaux à l’UMD. Lui et ses collègues pensaient que le bois pourrait être une alternative potentielle au plastique, au béton et à l’acier.

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Zoom / Schéma de principe d’une méthode de fabrication UMD pour la transformation du bois naturel en bois massif, avec quelques applications potentielles.

Bo Chen et al., 2021

« La cellulose, le principal composant du bois, a un rapport résistance/densité plus élevé que la plupart des matériaux d’ingénierie, tels que la céramique, les métaux et les polymères, mais notre utilisation actuelle du bois atteint à peine son plein potentiel. » dit Li. C’est parce que le bois n’est pas aussi solide que la cellulose pure. La cellulose ne représente que 40 à 50 pour cent du bois. Le reste est constitué d’hémicellulose et de lignine (un agent liant).

certains et al. Nous avons mis au point une méthode de fabrication pratique et abordable pour créer du bois renforcé en éliminant ses composants les plus faibles (comme la lignine). Ils ont d’abord découpé des blocs de tilleul brut en échantillons, puis ont immergé les échantillons dans une solution aqueuse (mélangée d’hydroxyde de sodium et de sulfite de sodium) pour remplir les pores, faisant couler les échantillons au fond du récipient. Trois lots différents d’échantillons de bois et de solution ont été bouillis à 100 °C pendant deux, quatre et six heures, respectivement, puis les échantillons ont été rincés à l’eau déminéralisée pour éliminer tout produit chimique en suspension. (Les auteurs notent que la fabrication de céramiques, par exemple, nécessite de chauffer les matériaux à quelques milliers de degrés Celsius.)