Təbii ağac və metal minlərlə ildir insanlar üçün vacib tikinti materialları olub. Plastik adlandırdığımız sintetik polimerlər 20-ci əsrdə partlamış yeni bir ixtiradır.
Həm metallar, həm də plastiklər sənaye və kommersiya istifadəsi üçün yaxşı uyğun olan xüsusiyyətlərə malikdir. Metallar güclü, sərt və ümumiyyətlə havaya, suya, istiliyə və daimi stresə davamlıdır. Bununla belə, onlar həm də daha çox resurs tələb edirlər (bu, daha bahalı deməkdir) öz məhsullarını istehsal edir və təmizləyirlər. Plastik daha az kütlə tələb etməklə yanaşı, metalın bəzi funksiyalarını təmin edir və istehsalı çox ucuzdur. Onların xassələri demək olar ki, istənilən istifadə üçün fərdiləşdirilə bilər. Bununla belə, ucuz kommersiya plastikləri dəhşətli struktur materialları yaradır: plastik məişət texnikası yaxşı şeydir və heç kim plastik evdə yaşamaq istəmir. Bundan əlavə, onlar tez-tez qalıq yanacaqlardan təmizlənirlər.
Bəzi tətbiqlərdə təbii ağac metallar və plastiklərlə rəqabət apara bilər. Əksər ailə evləri taxta çərçivələr üzərində tikilir. Problem ondadır ki, təbii ağac çox yumşaqdır və çox vaxt plastik və metalı əvəz etmək üçün su ilə çox asanlıqla zədələnir. Matter jurnalında dərc olunmuş bu məhdudiyyətləri dəf edən bərkimiş ağac materialının yaradılmasını araşdırır. Bu tədqiqat taxta bıçaq və mismarların yaradılması ilə nəticələndi. Taxta bıçaq nə qədər yaxşıdır və siz onu tezliklə istifadə edəcəksiniz?
Ağacın lifli strukturu nəzəri cəhətdən yaxşı möhkəmlik xüsusiyyətlərinə malik təbii polimer olan təxminən 50% sellülozadan ibarətdir. Taxta strukturun qalan yarısı əsasən liqnin və hemiselülozadan ibarətdir. Selüloz isə ağacın təbii əsasını təmin edən uzun, möhkəm liflər əmələ gətirir. gücü, hemiselüloz az əlaqəli struktura malikdir və beləliklə ağacın möhkəmliyinə heç bir töhfə vermir. Liqnin sellüloz lifləri arasındakı boşluqları doldurur və canlı ağac üçün faydalı vəzifələri yerinə yetirir. Lakin insanların ağacın sıxılması və onun sellüloz liflərini bir-birinə daha sıx bir şəkildə bağlaması üçün liqnin oldu. bir maneə.
Bu işdə təbii ağac dörd addımda bərkimiş ağac (HW) halına gətirildi. İlk olaraq odun natrium hidroksid və natrium sulfatda qaynadılır ki, hemiselüloz və liqninin bir hissəsi ayrılır. Bu kimyəvi müalicədən sonra ağac sıxılaraq daha sıx olur. onu otaq temperaturunda bir neçə saat presdə saxlayın. Bu, ağacdakı təbii boşluqları və ya məsamələri azaldır və bitişik sellüloz lifləri arasında kimyəvi əlaqəni gücləndirir. Daha sonra ağac bir neçə dəfə daha 105° C (221° F) təzyiq altında saxlanılır. saat sıxlaşdırma başa çatdırmaq üçün, və sonra qurudulmuş. Nəhayət, ağac hazır məhsul suya davamlı etmək üçün 48 saat mineral yağ batırılır.
Struktur materialın bir mexaniki xassələrindən biri girinti sərtliyidir ki, bu da onun güclə sıxıldığı zaman deformasiyaya qarşı durma qabiliyyətinin ölçüsüdür. Almaz poladdan daha sərt, qızıldan daha sərt, ağacdan daha sərt və qablaşdırma köpüyündən daha sərtdir. Bir çox mühəndislik arasında Gemologiyada istifadə edilən Mohs sərtliyi kimi sərtliyi təyin etmək üçün istifadə edilən testlər, Brinell testi onlardan biridir. Onun konsepsiyası sadədir: sərt metal bilyalı rulman müəyyən bir qüvvə ilə sınaq səthinə sıxılır. Dairəvi diametrini ölçün. topun yaratdığı girinti. Brinell sərtlik dəyəri riyazi düsturla hesablanır; kobud desək, topun vurduğu çuxur nə qədər böyük olsa, material bir o qədər yumşaq olar. Bu testdə HW təbii ağacdan 23 dəfə daha sərtdir.
Təmizlənməmiş təbii ağacların əksəriyyəti suyu udacaq. Bu, ağacı genişləndirə və nəticədə onun struktur xassələrini məhv edə bilər. Müəlliflər HW-nin suya davamlılığını artırmaq üçün onu daha hidrofobik ("sudan qorxmaq") etmək üçün iki günlük mineral islatmaqdan istifadə etdilər. Hidrofobiklik testi bir damcı suyun səthə yerləşdirilməsini nəzərdə tutur. Səth nə qədər hidrofobik olarsa, su damcıları da bir o qədər sferik olur. Hidrofilik (“suyu sevən”) səth isə damcıları düz (və sonradan) yayır. suyu daha asan udur).Ona görə də, mineral islatma yalnız HW-nin hidrofobikliyini əhəmiyyətli dərəcədə artırmır, həm də ağacın nəm udmasına mane olur.
Bəzi mühəndislik testlərində HW bıçaqları metal bıçaqlardan bir qədər yaxşı performans göstərdi. Müəlliflər HW bıçağının kommersiya baxımından mövcud olan bıçaqdan təxminən üç dəfə kəskin olduğunu iddia edirlər. Bununla belə, bu maraqlı nəticəyə bir xəbərdarlıq var. Tədqiqatçılar stolüstü bıçaqları müqayisə edirlər, və ya yağ bıçaqları adlandıra biləcəyimiz şeylər. Bunlar xüsusilə kəskin olmaq üçün nəzərdə tutulmayıb. Müəlliflər öz bıçağının biftek kəsdiyi videonu göstərirlər, lakin kifayət qədər güclü bir yetkin şəxs, ehtimal ki, metal çəngəlin darıxdırıcı tərəfi ilə eyni steyki kəsə bilər və biftek bıçağı daha yaxşı işləyəcək.
Dırnaqlar haqqında nə demək olar? Dəmir dırnaqlarla müqayisədə nisbi asan olduğu qədər təfərrüatlı olmasa da, tək bir HW mismarını üç taxta yığınına asanlıqla vurmaq olar. Taxta dirəklər sonra taxtaları bir yerdə saxlayaraq, cırılacaq gücə müqavimət göstərə bilər. onları bir-birindən ayırdı, dəmir dirəklərlə təxminən eyni möhkəmliklə. Lakin onların sınaqlarında hər iki halda lövhələr hər iki mismar uğursuzluqdan əvvəl uğursuz oldu, beləliklə, daha güclü dırnaqlar açıq qalmadı.
HW dırnaqları başqa yollarla yaxşıdır? Taxta dirəklər daha yüngüldür, lakin strukturun çəkisi ilk növbədə onu bir yerdə saxlayan dirəklərin kütləsi ilə idarə olunmur. Taxta dirəklər paslanmayacaq. Bununla belə, o, suya və ya bioloji parçalanma.
Şübhə yoxdur ki, müəllif ağacı təbii ağacdan daha möhkəm etmək üçün bir proses hazırlamışdır. Bununla belə, hər hansı bir xüsusi iş üçün avadanlıqların faydalılığı əlavə araşdırma tələb edir. O, plastik qədər ucuz və resursdan az ola bilərmi? Daha güclü ilə rəqabət apara bilərmi? , daha cəlbedici, sonsuz təkrar istifadə edilə bilən metal obyektlər? Onların araşdırmaları maraqlı suallar doğurur. Davam edən mühəndislik (və son nəticədə bazar) onlara cavab verəcək.
Göndərmə vaxtı: 13 aprel 2022-ci il
