Eine aus Holz geschnitzte Klinge schneidet Steaks wie Butter und ist etwa dreimal schärfer als ein Edelstahlmesser.
Es wird mit einem neuen Härtungsverfahren hergestellt, das Holz 23-mal fester als üblich macht – und laut Wissenschaftlern besser für die Umwelt sein könnte.
Heute werden die schärfsten Messer auf dem Markt aus Stahl oder Keramik hergestellt, beides künstliche Materialien, die in einem Ofen unter extremen Temperaturen geschmiedet werden müssen.
Aber jetzt haben Forscher in den USA eine Alternative gefunden, indem sie Holz so hart wie Stahl oder Keramik ohne die astronomisch hohe Hitze machen.
Senior-Autor Professor Teng Li von der University of Maryland sagte: „Das Messer schneidet leicht durch ein mittelstarkes Steak und hat eine ähnliche Leistung wie ein Tafelmesser.
„Danach kann das gehärtete Holzmesser gewaschen und wiederverwendet werden, was es zu einer vielversprechenden Alternative zu Stahl-, Keramik- und Einweg-Kunststoffmessern macht.“
Holzbearbeitungstechniken wie Dämpfen oder Pressen gibt es zwar schon seit Jahrhunderten, aber sie konnten bis heute nicht mit der Festigkeit von künstlichen Materialien wie Stahl oder Keramik mithalten.
Professor Li sagte: „Wenn Sie sich die harten Materialien ansehen, die Sie in Ihrem täglichen Leben verwenden, sehen Sie, dass viele von ihnen von Menschenhand hergestellte Materialien sind, weil natürliche Materialien nicht unbedingt unseren Bedarf decken.
„Cellulose, der Hauptbestandteil von Holz, hat ein höheres Verhältnis von Festigkeit zu Dichte als die meisten technischen Materialien wie Keramik, Metalle und Polymere, aber unsere derzeitige Verwendung von Holz schöpft kaum ihr volles Potenzial aus.“
Da aber nur 40 bis 50 Prozent des Holzes aus Zellulose bestehen und der Rest aus einem Bindemittel – Hemizellulose und Lignin – besteht, ist seine Festigkeit zu kurz gekommen.
Um Abhilfe zu schaffen, entwickelten die Forscher eine Technik, um die schwächeren Bestandteile des Holzes zu entfernen, ohne das Zellulosegerüst zu beschädigen.
Professor Li sagte: „Es ist ein zweistufiger Prozess.
„Im ersten Schritt delignifizieren wir Holz teilweise.
„Holz ist normalerweise sehr steif, aber nach dem Entfernen des Lignins wird es weich, flexibel und etwas matschig.
„Im zweiten Schritt führen wir eine Heißpressung durch, indem wir Druck und Hitze auf das chemisch bearbeitete Holz ausüben, um das Wasser zu verdichten und zu entfernen.“
Nachdem das Material in die gewünschte Form gebracht wurde, wird es mit einem Mineralöl beschichtet.
Dadurch bleibt die Schärfe des Messers während des Gebrauchs und beim Spülen in der Spüle oder Spülmaschine erhalten.
Die Forscher untersuchten ihre Kreation unter dem Mikroskop, um die Quelle ihrer Stärke zu ermitteln.
Professor Li sagte: „Die Festigkeit eines Materialstücks hängt sehr stark von der Größe und Dichte von Defekten wie Hohlräumen, Kanälen oder Vertiefungen ab.
„Der zweistufige Prozess, mit dem wir das Naturholz verarbeiten, reduziert oder beseitigt die Mängel im Naturholz erheblich, sodass die Kanäle zum Transport von Wasser oder anderen Nährstoffen im Baum fast verschwunden sind.“
Das Verfahren kann auch verwendet werden, um Holznägel herzustellen, die genauso scharf sind wie herkömmliche Stahlnägel, aber den zusätzlichen Vorteil haben, dass sie rostbeständig sind.
Damit ließen sich drei Bretter zusammenhämmern, ohne die Nägel zu beschädigen, zeigten die Forscher.
Der Prozess könnte auch potenziell umweltfreundlicher sein als die Herstellung anderer künstlicher Materialien.
Zum Beispiel muss das Holz im ersten Schritt in einem Chemikalienbad auf 100 Grad Celsius gekocht werden, während für die Herstellung von Keramik Materialien auf einige tausend Grad erhitzt werden müssen.
Die Chemikalien könnten dann wiederverwendet werden, um eine weitere Charge ultraharten Holzes herzustellen, um Abfall zu minimieren, sagen die Forscher.
Professor Li sagte: „In unserer Küche haben wir viele Holzstücke, die wir sehr lange verwenden, wie ein Schneidebrett, Essstäbchen oder ein Nudelholz.
„Auch diese Messer können viele Male verwendet werden, wenn Sie sie neu anbringen, schärfen und die gleiche regelmäßige Wartung durchführen.“
Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Matter veröffentlicht.
SWNS