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 davamlıdırlar. Bununla belə, məhsullarını istehsal etmək və saflaşdırmaq üçün daha çox resurs tələb edirlər (bu, daha bahalı deməkdir). Plastik metalın bəzi funksiyalarını təmin edir, eyni zamanda daha az kütlə tələb edir. dəhşətli struktur materialları hazırlayın: plastik məişət texnikası yaxşı bir şey deyil 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 son məqalə bu məhdudiyyətləri dəf edən bərkimiş ağac materialının yaradılmasını araşdırır. Bu araşdırma, taxta bıçaqların yaradılması ilə nəticələndi. tezliklə?
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 ağacın təbii gücünün əsasını təmin edən uzun, sərt liflər əmələ gətirərkən, hemiselülozun odun arasında tutarlı bir quruluşu yoxdur və beləliklə, filllər arasında heç bir şey yoxdur. sellüloz lifləri və canlı ağac üçün faydalı vəzifələri yerinə yetirir. Lakin insanların odunu sıxlaşdırmaq və onun sellüloza liflərini bir-birinə daha sıx bağlamaq məqsədi ilə liqnin əngəl oldu.
Bu tədqiqatda 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 presdə otaq temperaturunda bir neçə saat sıxılaraq sıxlaşır. selüloz lifləri.Sonra, sıxlaşmanı başa çatdırmaq üçün ağac daha bir neçə saat ərzində 105°C (221°F) temperaturda təzyiq altında saxlanılır və sonra qurudulur. Nəhayət, hazır məhsulun suya davamlı olması üçün ağac mineral yağda 48 saat batırılır.
Struktur materialın bir mexaniki xüsusiyyəti, onun güclə sıxıldığı zaman deformasiyaya qarşı durma qabiliyyətinin ölçüsü olan girinti sərtliyidir. Almaz poladdan daha sərt, qızıldan daha sərt, ağacdan daha sərt və qablaşdırma köpüyündən daha sərtdir. Mohs kimi sərtliyi müəyyən etmək üçün istifadə edilən bir çox mühəndislik testləri arasında bunlardan biri də Brinell testində istifadə olunan sərtlikdir. metal bilyalı podşipnik müəyyən qüvvə ilə sınaq səthinə sıxılır. Topun yaratdığı dairəvi girintilərin diametrini ölçün. 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 iki günlük mineral islatmaqdan istifadə etdilər, bu da onu daha hidrofobik etdi (“sudan qorxur”). Hidrofobiklik testi səthə bir damcı su yerləşdirməyi nəzərdə tutur. Səth nə qədər hidrofobik olarsa, su da bir o qədər sferikləşir (“-A)”. digər tərəfdən, damcıları düz yayır (və sonradan suyu daha asan udur). Buna 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 iti olduğunu iddia edirlər. Bununla belə, bu maraqlı nəticəyə bir xəbərdarlıq var. Tədqiqatçılar masa bıçaqlarını və ya yağ bıçaqları adlandıra biləcəyimiz şeyi müqayisə edirlər. Bunlar xüsusilə onların kəsici videolarını göstərmək üçün nəzərdə tutulmayıb. steyk, lakin kifayət qədər güclü bir yetkin, yəqin ki, eyni tikəni metal çəngəlin darıxdırıcı tərəfi ilə kəsə bilər və steyk bıçağı daha yaxşı işləyə bilər.
Dırnaqlar haqqında nə demək olar? Dəmir mismarlarla müqayisədə nisbi asan olduğu qədər təfərrüatlı olmasa da, bir HW mismarını asanlıqla üç taxta yığınına vurmaq olar. Taxta dirəklər taxtaları bir yerdə saxlaya bilər, onları parçalayacaq gücə müqavimət göstərərək, dəmir dirəklərlə təxminən eyni möhkəmliklə. məruz qalmamışdır.
HW dırnaqları başqa yollarla daha 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 bioparçalanmaya davamlı olmayacaq.
Şübhə yoxdur ki, müəllif ağacın təbii ağacdan daha möhkəm olması prosesini inkişaf etdirib. Bununla belə, hər hansı bir xüsusi iş üçün avadanlıqların faydası daha çox araşdırma tələb edir. O, plastik kimi ucuz və resursdan az ola bilərmi? Daha güclü, daha cəlbedici, sonsuz təkrar istifadə edilə bilən metal obyektlərlə rəqabət apara bilərmi? Onların araşdırmaları maraqlı suallar doğurur. Davam edən mühəndislik (və sonda bazarda onlara cavab verəcək).
Göndərmə vaxtı: 13 aprel 2022-ci il
