Trong tự nhiên, đa số các loại gỗ đều có khả năng nổi trên mặt nước và dễ bị ảnh hưởng bởi lực tác động mạnh hoặc môi trường ẩm ướt. Tuy nhiên, Betula schmidtii hay còn gọi là bạch dương sắt hoặc bạch dương đen, lại được xem là ngoại lệ đặc biệt. Từ lâu, loài cây này đã được mệnh danh là “mộc vương” - tức vua của các loại gỗ nhờ sở hữu kết cấu có độ cứng và độ bền hiếm thấy trong thế giới thực vật.

Betula schmidtii thuộc họ Betulaceae, phân bố chủ yếu tại vùng Viễn Đông của Nga, khu vực đông bắc Trung Quốc, bán đảo Triều Tiên và một phần Nhật Bản. Loài cây này còn được biết đến với tên gọi bạch dương Schmidt, đặt theo tên nhà khoa học Nga phát hiện ra nó. Theo các tài liệu thực vật học quốc tế, cây có thân màu sẫm gần như đen, sinh trưởng chậm và thường phát triển ở những khu vực có độ cao trên 700m so với mực nước biển.

Điểm đặc biệt nhất của bạch dương sắt nằm ở cấu trúc gỗ cực kỳ dày đặc. Nhiều tài liệu cho biết mật độ gỗ của loài cây này lớn đến mức gần như không thể nổi trên mặt nước, khác biệt hoàn toàn với phần lớn các loại gỗ tự nhiên thông thường. Cũng từ đặc tính này mà cây được gọi bằng tên “iron birch”, nghĩa là “bạch dương sắt”.

Bạch dương sắt nổi tiếng với độ cứng vượt trội. Theo mô tả, khi dùng vật cứng gõ vào thân cây sẽ phát ra âm thanh “dang dang” tương tự tiếng kim loại va chạm. Ngay cả khi sử dụng dao rạch mạnh lên bề mặt thân cây cũng rất khó để lại dấu vết rõ rệt. Thậm chí, đạn bắn vào thân cây chỉ tạo ra những vết mờ trên lớp vỏ ngoài.

Bạch dương đen có thân màu sẫm gần như đen, sinh trưởng chậm và thường phát triển ở những khu vực có độ cao trên 700m so với mực nước biển. Ảnh: Internet

Các nghiên cứu về cơ học vật liệu gỗ cho thấy độ cứng đặc biệt của bạch dương sắt có liên quan trực tiếp đến cấu trúc vi mô bên trong thân cây. Theo các nhà khoa học, sợi gỗ của loài cây này chứa hàm lượng lignin và cellulose rất cao. Đây là hai thành phần quan trọng tạo nên độ chắc và khả năng chịu lực của gỗ tự nhiên. Các sợi cellulose liên kết chặt với lignin, hình thành cấu trúc có mật độ lớn, tương tự vật liệu composite trong môi trường chịu áp suất cao.

Không chỉ vậy, lớp vỏ của cây gần như không có tính đàn hồi. Khi chịu tác động mạnh, lớp vỏ tạo ra lực phản lớn khiến bề mặt khó bị biến dạng. Quá trình sinh trưởng chậm kéo dài hàng chục năm cũng khiến các thớ gỗ ngày càng nén chặt và trở nên cứng hơn.

Điều kiện sinh trưởng khắc nghiệt cũng được xem là yếu tố góp phần tạo nên đặc tính cơ học đặc biệt của bạch dương sắt. Loài cây này thường phát triển tại các vùng ôn đới lạnh, nơi có mùa đông kéo dài, đất nghèo dinh dưỡng và điều kiện tự nhiên khắc nghiệt. Để thích nghi với môi trường sống, cây liên tục tích lũy dưỡng chất và phát triển hệ mô gỗ dày đặc nhằm duy trì khả năng chịu lạnh cũng như chịu hạn.

Loài cây này phân bố chủ yếu tại vùng Viễn Đông của Nga, khu vực đông bắc Trung Quốc, bán đảo Triều Tiên và một phần Nhật Bản. Ảnh: Internet

Theo các chuyên gia thực vật học, bên trong bạch dương sắt tồn tại cơ chế hấp thụ và tích lũy dinh dưỡng đặc biệt. Thông qua các phản ứng sinh hóa diễn ra trong thời gian dài, các hợp chất hữu cơ dần được nén chặt vào các thớ gỗ tại thân và cành cây. Chính quá trình này tạo nên kết cấu đặc chắc vượt trội so với nhiều loài thực vật khác.

Nhờ độ bền cơ học cao, bạch dương sắt từng được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp. Trong lịch sử, loại gỗ này được sử dụng để chế tạo bánh răng, bi, bạc đạn, tay cầm công nghiệp và nhiều chi tiết cơ khí chịu lực lớn. Người dân Nga trước đây cũng dùng gỗ bạch dương sắt để đóng thuyền nhờ khả năng chống thấm nước và hạn chế rỉ sét đối với các bộ phận kim loại tiếp xúc trực tiếp.

Trong ngành công nghiệp hiện đại, loại gỗ này còn được dùng để sản xuất phụ kiện hàng không, phụ tùng ô tô, tàu tuần dương và đường ống. Tại Nhật Bản, gỗ bạch dương sắt từng được sử dụng để chế tạo quân cờ shogi nhờ khả năng chịu va đập cùng độ bền cao theo thời gian.

Bạch dương sắt hiện được xem là loài cây quý hiếm do tốc độ sinh trưởng chậm và số lượng ngoài tự nhiên không nhiều. Ảnh: Internet

Không chỉ có giá trị về cơ học, bạch dương sắt còn được xem là loài cây có dược tính trong y học dân gian tại một số quốc gia. Lá và thân cây sau khi điều chế dưới dạng nước được sử dụng trong các bài thuốc liên quan đến phù nề, sưng, gút, thấp khớp và phù niệu. Một số tài liệu cũng ghi nhận loài cây này được dùng hỗ trợ điều trị các vấn đề ngoài da như chàm, vết thương, mụn trứng cá hoặc rụng tóc.

Dù sở hữu nhiều đặc tính đặc biệt, bạch dương sắt hiện được xem là loài cây quý hiếm do tốc độ sinh trưởng chậm và số lượng ngoài tự nhiên không nhiều. Việc khai thác kéo dài trong nhiều năm đã khiến quần thể loài cây này suy giảm đáng kể tại một số khu vực phân bố tự nhiên. Hiện nay, bạch dương sắt nằm trong nhóm thực vật cần được bảo vệ nhằm hạn chế nguy cơ suy giảm quần thể trong tự nhiên.