Ilmuwan Buat Pisau Tajam dari Kayu, Kok Bisa?
Pisau dari kayu bahkan bisa dipakai untuk memotong daging steak.
REPUBLIKA.CO.ID, JAKARTA -- Pisau paling tajam yang digunakan oleh manusia saat ini biasanya terbuat dari baja atau keramik. Keduanya ditempa dalam tungku di bawah suhu ekstrem.
Namun, saat ini, para peneliti telah mengembangkan cara yang lebih berkelanjutan dalam membuat pisau tajam. Cara ini adalah dengan menggunakan kayu yang dikeraskan.
Metode yang dipresentasikan pada 20 Oktober lalu menunjukkan bahwa kayu dapat dibuat 23 kali keras. Pisau terbuat dari bahan tersebut hampir tiga kali lebih tajam dibandingkan pisau yang terbuat dări stainless steel atau baja.
"Pisau ini dapat memotong steak yang matang dengan mudah, dengan kinerja yang mirip dengan pisau meja makan," ujar Teng Li, penulis senior studi dan ilmuwan material di University of Maryland, dilansir Phys, Kamis (21/10).
Setelah itu, pisau kayu yang mengeras dapat dicuci dan digunakan kembali, menjadikannya alternatif yang menjanjikan selain pisau baja, keramik, dan plastik sekali pakai. Li bersama dengan tim peneliti menunjukkan bahwa bahan ini dapat digunakan untuk menghasilkan paku kayu yang dikembangkan tim tahan terhadap karat.
Para peneliti menunjukkan bahwa paku kayu ini dapat digunakan untuk memukul tiga papan tanpa merusak paku. Selain pisau dan paku, Li berharap ke depannya bahan tersebut juga bisa digunakan untuk membuat lantai kayu yang lebih tahan gores.
Meski metode menghasilkan kayu keras masih baru, namun sebenarnya pengolahan kayu secara umum telah ada selama berabad-abad. Namun, ketika kayu disiapkan untuk furnitur atau bahan bangunan, kayu hanya diproses dengan uap dan kompresi dan bahannya memantul setelah dibentuk.
“Ketika Anda melihat bahan keras yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari, Anda akan melihat banyak di antaranya adalah bahan buatan manusia karena bahan alami belum tentu memenuhi apa yang kita butuhkan," jelas Li.
Selulosa, komponen utama kayu, memiliki rasio kekuatan dan kepadatan yang lebih tinggi daripada kebanyakan bahan rekayasa, seperti keramik, logam, dan polimer. Namun, penggunaan kayu saat ini hampir tidak menyentuh potensi sepenuhnya. Meski sering digunakan dalam bangunan, kekuatan kayu jauh dari selulosa.
Hal ini dikarenakan kayu hanya terdiri dari 40 persen 50 persen selulosa, selebihnya terdiri dari hemiselulosa dan lignin yang berfungsi sebagai pengikat. Li dan timnya berusaha memproses kayu sedemikian rupa untuk menghilangkan komponen yang lebih lemah tanpa merusak kerangka selulosa.
"Ini adalah proses dua langkah," kata Li menambahkan.
Langkah pertama, menurut Li adalah deligifikasi sebagian kayu. Biasanya kayu sangat kaku, tetapi setelah menghilangkan lignin, menjadi lunak, fleksibel, dan agak licin.
Pada langkah kedua, dilakukan pengepresan panas dengan menerapkan tekanan dan panas, ke kayu yang diproses secara kimia untuk memadatkan dan menghilangkan air. Setelah bahan diproses dan diukir menjadi bentuk yang diinginkan, bahan tersebut dilapisi dengan minyak mineral untuk memperpanjang masa pakainya.
Selulosa cenderung menyerap air, sehingga lapisan ini menjaga ketajaman pisau saat digunakan dan saat dicuci di wastafel atau mesin pencuci piring. Menggunakan mikroskop resolusi tinggi, Li dan timnya memeriksa struktur mikro dari kayu yang dikeraskan untuk menentukan asal kekuatannya.
"Kekuatan sepotong material sangat sensitif terhadap ukuran dan kepadatan cacat, seperti rongga, saluran, atau lubang," jelas Li.
Proses dua langkah yang digunakan oleh Li untuk memproses kayu alami secara signifikan mengurangi atau menghilangkan cacat pada kayu alami, sehingga saluran untuk mengangkut air atau nutrisi lain di pohon hampir hilang. Proses pengerasan kayu ini berpotensi lebih hemat energi dan memiliki dampak lingkungan yang lebih rendah daripada untuk pembuatan bahan buatan manusia lainnya, meskipun analisis yang lebih mendalam diperlukan untuk memastikannya.
Langkah pertama adalah merebus kayu pada suhu 100 derajat Celcius dalam rendaman bahan kimia. Sebagai perbandingan, proses yang digunakan untuk membuat keramik membutuhkan bahan pemanas hingga beberapa ribu derajat Celcius.
"Di dapur kami, kami memiliki banyak potongan kayu yang kami gunakan untuk waktu yang sangat lama, seperti talenan, sumpit, atau penggulung," jelas Li.
Pisau ini juga dapat digunakan berkali-kali jika Anda melapisinya kembali, mengasahnya, dan melakukan perawatan rutin yang sama.