Met houten messen die drie keer zo scherp zijn als varianten van staal kunnen we snijden in ons energieverbruik en de verspilling van plastic bestek.

Teng Li, hoogleraar werktuigbouwkunde aan de Universiteit van Maryland, ontwikkelde met zijn collega’s een materiaal genaamd ‘gehard hout’ dat 23 keer zo hard is als onbewerkt hout. Het valt zo te slijpen dat het drie keer zo scherp is als een stalen mes. Een bekleding van mineraalolie maakt de messen waterafstotend.

‘De geharde houten messen kunnen afgewassen, afgedroogd en indien nodig bijgeslepen worden, waardoor we denken dat ze langer meegaan’, zegt Teng.

Sterker materiaal

Het geheim achter het scherp krijgen van de messen was het gebruik van sterke cellulosevezels in plaats van de zwakkere polymeren lignine en hemicellulose. Al deze materialen komen uit plantcelwanden, die ongeveer de helft van het gewicht van hout vormen.

De onderzoekers verwijderden deze zwakkere polymeren uit het ruwe hout door het te laten weken in een oplossing met nariumhydroxide en natriumsulfiet. Deze oplossing lieten ze een paar uur op 100 graden Celsius koken. Vervolgens persten ze de overgebleven cellulosevezels gedurende zes uur samen op een druk van 20 megapascal. Daarna droogden ze deze op 100 graden om gehard hout te krijgen.

Voor het maken van commerciële stalen en keramische messen is vaak een minstens tien keer zo hoge temperatuur en druk nodig. Daardoor zijn deze houten messen een minder energieverslindende vorm van bestek.

Biefstuk en stroomdraad

Het team vergeleek de scherpte van de messen van gehard hout met die van staal door te meten hoe makkelijk de messen door een elektriciteitsdraad sneden. Ze ontdekten dat de houten messen drie keer zo weinig kracht nodig hadden om door het draad te snijden als de stalen messen.

Het team kwam er ook achter dat de houten messen vergelijkbaar aanvoelden met die van staal wanneer je een medium doorbakken biefstuk doorsnijdt.

‘Er zijn meer dan drie biljoen volwassen bomen op aarde. Ze zijn er in overvloed en ze zijn hernieuwbaar. Het onthullen en verwezenlijken van het volledige potentieel van hout, anders dan het normale gebruik, is veelbelovend voor een betere en groenere toekomst. We zouden het prachtig vinden om de houten messen binnenkort op de markt te zien’, zegt Teng.

Video: Bo Chen / New Scientist