Wie zich weleens aan een vel papier gesneden heeft weet dat papier verrassend scherp kan zijn. Echter zou je niet snel denken aan papier als alternatief materiaal voor een mes. Op de Universiteit van Maryland dachten wetenschappers daar anders over. Deze materiaaldeskundigen is het nu gelukt om een houten mes van cellulose te maken met een Brinellhardheid van 31,5 HB. Dat is ongeveer zo hard als koper. Het mes van hout is ook drie maal scherper dan een mes van staal.
Van zachthout naar vlijmscherp houten mes
Teng Li en zijn collega-wetenschappers gebruikten lindehout in hun onderzoek aan de Universiteit van Maryland. Deze zachte houtsoort van snelgroeiende bomen maakten ze met een proces van slechts drie stappen zo hard als metaal. In dit proces wordt door middel van chemische stoffen cellulose geëxtraheerd en alle poriën worden samengeperst. Van het samen geperst hout ontstaat er een massief stuk cellulose. Tot slot wordt dit materiaal gepolijst, zodat het waterafstotend en geschikt als mes is.
Een van de mooie dingen van het proces is dat alle chemicaliën recyclebaar zijn, waardoor er naast het hout geen extra afvalstoffen ontstaan. Naast houten messen kan er veel meer gemaakt worden van dit nieuwe sterke materiaal. Zo maakten de onderzoekers bijvoorbeeld sterkere en scherpere spijkers.
Vervanger van staal en tropisch hardhout
Op dit moment is de productie van staal behoorlijk milieuvervuilend. Staal wordt met behulp van steenkool uit ijzererts omgesmolten. Om 1 kg staal te produceren komt er 1,85 kg CO2 vrij. Wereldwijd is zelfs 9 procent van alle CO2-uitstoot afkomstig van de staalindustrie. Om het nieuwe hardhout te ontwikkelen zullen veel bomen geplant moeten worden. Het vervangen van staal met dit nieuwe materiaal kan dus enorm schelen in CO2-uitstoot.
Hoge potentie
Naast dat het nieuwe materiaal sterk is, is het ook licht. Hierdoor kan het ook interessant zijn als vervanging voor plastic en stalen onderdelen in voertuigen, gebouwen, etc.
Niet alleen houten messen dus. Dit nieuwe materiaal heeft de potentie om breed ingezet te worden in verschillende industrieën. Het kan onder andere als vervanging voor staal, plastic en hout gebruikt worden. Dat laatste kan zorgen voor minder ontbossing in tropische regenwouden. Veel om enthousiast van te worden dus!
Meer weten over duurzame innovaties? Lees dan ook over Aerogel – Wondermateriaal isoleert bijna volmaakt. Of lees verder op duurzaam koken.
Bronmateriaal: Teng Li et al., Hardened wood as a renewable alternative to steel and plastic, Matter (2021), https://doi.org/10.1016/j.matt.2021.09.020