Натуральная драўніна і метал былі асноўнымі будаўнічымі матэрыяламі для людзей на працягу тысяч гадоў. Сінтэтычныя палімеры, якія мы называем пластмасам, - гэта нядаўняе вынаходніцтва, якое выбухнула ў 20 стагоддзі.
Як металы, так і пластмасы валодаюць уласцівасцямі, якія добра падыходзяць для прамысловага і камерцыйнага выкарыстання. Металы моцныя, цвёрдыя і, як правіла, пругкія для паветра, вады, цяпла і пастаяннага стрэсу. Аднак яны таксама патрабуюць больш рэсурсаў (што азначае даражэй), каб вырабляць і ўдакладняць свае прадукты. Пластыка робіць жудасныя структурныя матэрыялы: пластыкавыя прыборы не вельмі добра, і ніхто не хоча жыць у пластыкавым доме.
У некаторых прыкладаннях натуральная драўніна можа канкураваць з металамі і пластмасамі. Большасць сямейных дамоў пабудаваны на драўляным апраўленні. Праблема заключаецца ў тым, што натуральная драўніна занадта мяккая і занадта лёгка пашкоджана вадой, каб замяніць пластык і метал большую частку часу. Апошняя праца, апублікаваная ў часопісе, вывучае стварэнне зацвярдзелага дрэва, які пераадольвае гэтыя абмежаванні. Выкарыстоўвайце яго ў бліжэйшы час?
The fibrous structure of wood consists of approximately 50% cellulose, a natural polymer with theoretically good strength properties.The remaining half of the wooden structure is mainly lignin and hemicellulose.While cellulose forms long, tough fibers that provide wood with the backbone of its natural strength, hemicellulose has little coherent structure and thus contributes nothing to the wood's strength.Lignin fills the voids between cellulose Валакна і выконвае карысныя задачы для жыцця з дрэва. Але для мэты чалавека ўшчыльняць драўніну і больш шчыльна звязваць яе цэлюлозныя валокны, лігнін стаў перашкодай.
У гэтым даследаванні натуральная драўніна была зроблена ў загартаваную драўніну (HW) у чатыры крокі. Перш за ўсё драўніну кіпяцяць у гідраксіду натрыю і сульфату натрыю, каб выдаліць частку геміцэлулозы і лігнін. Валакна.next, драўніна пад ціскам пры 105 ° C (221 ° F) яшчэ некалькі гадзін, каб завяршыць ушчыльненне, а затым высушыць.
Адзін з механічных уласцівасцей структурнага матэрыялу - цвёрдасць паглыблення, якая з'яўляецца паказчыкам яго здольнасці супрацьстаяць дэфармацыі, калі выціскаецца сілай. Дзімаман складаней, чым сталь, цяжэйшая за золата, цяжэй, чым дрэва, і цяжэй, чым упакоўка. тэставая паверхня з пэўнай сілай. Памерайце дыяметр кругавога паглыблення, створанае мячом. Значэнне цвёрдасці Брынэла разлічваецца пры дапамозе матэматычнай формулы; Прыблізна кажучы, чым большая дзірка шаравая хіты, тым мякчэй матэрыял. У гэтым выпрабаванні HW у 23 разы цяжэй, чым натуральная дрэва.
Большасць неапрацаванага натуральнага дрэва паглынае ваду. Гэта можа пашырыць драўніну і ў канчатковым выніку знішчыць яго структурныя ўласцівасці. Аўтары выкарыстоўвалі двухдзённы мінеральны замочванне, каб павялічыць устойлівасць да вады HW, што робіць яго больш гідрафобнай ("баіцца вады"). Гідрафільная ("вадзяная") паверхня), з іншага боку, распаўсюджвае кроплі плоскія (і ў далейшым паглынае ваду лягчэй). Такім чынам, мінеральны замочванне не толькі значна павялічвае гідрафобнасць HW, але і перашкаджае драўніне паглынаць вільгаць.
У некаторых інжынерных выпрабаваннях нажы HW выконваліся крыху лепш, чым металічныя нажы. Аўтары сцвярджаюць, што нож HW прыблізна ў тры разы больш рэзкі, чым наяўныя ў продажы нож. Аднак, у гэтым цікавым выніковым выніках ёсць нюанс. Стэйк з цьмяным бокам металічнага відэльца і стейк -нож будзе працаваць значна лепш.
А як наконт пазногцяў? Адзін пазногаць HW, відавочна, можа быць лёгка забіты ў стос з трох дошак, хаця і не так падрабязна, як адносная лёгкасць у параўнанні з жалезнымі пазногцямі. Вуд -прыток можа ўтрымліваць дошкі разам, супраціўляючыся сілай, якая б разрывала іх, прыблізна тая ж цвёрдасць, што і жалезныя прытокі.
Ці лепш пазногці HW па -іншаму? Драўляныя калкі лягчэйшыя, але вага канструкцыі не ў першую чаргу абумоўлена масай калкоў, якія трымаюць яго разам. Вуд -калкоў не іржавее. Аднак яна не будзе непранікальнай для вады ці біядэрека.
Несумненна, што аўтар распрацаваў працэс, каб зрабіць дрэва больш моцным, чым натуральны дрэва. Аднак карыснасць абсталявання для якой-небудзь канкрэтнай працы патрабуе далейшага вывучэння. Ці можа гэта быць танным і без рэсурсаў, як пластык? Ці можа ён канкураваць з больш моцнымі, больш прывабнымі, бясконца шматразовымі металічнымі аб'ектамі? Іх даследаванні ўзнімаюць цікавыя пытанні.
Час паведамлення: красавік-13-2022
