Lemnul natural și metalul sunt materiale de construcție esențiale pentru oameni de mii de ani. Polimerii sintetici pe care îi numim materiale plastice sunt o invenție recentă care a explodat în secolul XX.
Atât metalele, cât și materialele plastice au proprietăți care sunt potrivite pentru utilizarea industrială și comercială. Metalele sunt puternice, rigide și, în general, rezistente la aer, apă, căldură și stres constant. Cu toate acestea, necesită, de asemenea, mai multe resurse (ceea ce înseamnă mai scump) pentru a produce și rafina produsele lor. Materiale: aparatele din plastic nu sunt un lucru bun și nimeni nu vrea să trăiască într -o casă de plastic. În mod suplimentar, sunt adesea rafinate din combustibili fosili.
În unele aplicații, lemnul natural poate concura cu metale și materiale plastice. Cele mai multe case de familie sunt construite pe încadrarea lemnului. Problema este că lemnul natural este prea moale și prea ușor deteriorat de apă pentru a înlocui plasticul și metalul de cele mai multe ori. O hârtie recentă publicată în revista Matter explorează crearea unui material din lemn întărit, care depășește aceste limitări. în curând?
Structura fibroasă a lemnului este formată din aproximativ 50% celuloză, un polimer natural cu proprietăți de rezistență teoretic bune. Jumătatea rămasă a structurii de lemn este în principal lignină și hemiceluloză. În timp ce celuloza formează lungime, fibre dure, care oferă lemn cu coloana vertebrală a puterii sale naturale, hemiceluloza are puțin structura coerentă, astfel încât nu contribuie la nimic la puterea lemnului. și îndeplinește sarcini utile pentru lemnul viu, dar în scopul oamenilor de a compacta lemnul și de a -și lega fibrele de celuloză mai strâns, lignina a devenit o piedică.
În acest studiu, lemnul natural a fost transformat în lemn întărit (HW) în patru trepte. În primul rând, lemnul este fiert în hidroxid de sodiu și sulfat de sodiu pentru a îndepărta o parte din hemiceluloză și lignină. După ce acest tratament chimic, lemnul devine densiv prin apăsarea acestuia într -o presă timp de câteva ore la temperatura camerei. fibre.Next, lemnul este presurizat la 105 ° C (221 ° F) pentru câteva ore încă pentru a finaliza densificarea, apoi uscat. În mod normal, lemnul este cufundat în ulei mineral timp de 48 de ore pentru a face produsul finit impermeabil.
O proprietate mecanică a unui material structural este duritatea de indentare, care este o măsură a capacității sale de a rezista deformării atunci când este stoarsă cu forța. Diamond este mai greu decât oțelul, mai greu decât aurul, mai greu decât lemnul și mai greu decât ambalarea spumei. Among, numeroasele teste inginerești utilizate pentru a determina duritatea, cum ar fi duritatea mohs folosită în gemologie, este testul de brinell. suprafață cu o anumită forță.MEASE DIAMETERUL indentării circulare creat de bilă. Valoarea durității Brinell este calculată folosind o formulă matematică; Aproape vorbind, cu cât este mai mare gaura lovește mingea, cu atât materialul este mai moale. În acest test, HW este de 23 de ori mai greu decât lemnul natural.
Majoritatea lemnului natural netratat vor absorbi apa. Acest lucru poate extinde lemnul și, în cele din urmă, își pot distruge proprietățile structurale. Autorii au folosit o înmuiere minerală de două zile pentru a crește rezistența la apă a HW, ceea ce îl face mai hidrofob („frică de apă”). Testul de hidrofobicitate implică plasarea unei picături de apă pe o suprafață. Pe de altă parte, suprafața răspândește picăturile plate (și ulterior absoarbe mai ușor apa). Prin urmare, înmuierea minerală nu numai că crește semnificativ hidrofobicitatea HW, dar împiedică și lemnul să absoarbă umiditatea.
În unele teste de inginerie, cuțitele HW au efectuat puțin mai bine decât cuțitele metalice. Autorii susțin că cuțitul HW este de aproximativ trei ori mai ascuțit decât un cuțit disponibil în comerț. Cu toate acestea, există un avertisment pentru acest rezultat interesant. Researchii sunt comparați cuțitele de masă. Partea plictisitoare a unei furculițe metalice și un cuțit de friptură ar funcționa mult mai bine.
Ce zici de unghiile? O singură unghie HW poate fi aparent ciocanită cu ușurință într -o stivă de trei scânduri, deși nu este la fel de detaliată, deoarece este o ușurință relativă în comparație cu unghiile de fier.
Unghiile HW sunt mai bune în alte moduri? Cigoanele din lemn sunt mai ușoare, dar greutatea structurii nu este condusă în primul rând de masa tijelor care o țin împreună. Cârnele de lemn nu se vor rugina. Cu toate acestea, nu va fi impermeabil la apă sau biodecompunere.
Nu există nici o îndoială că autorul a dezvoltat un proces pentru a face lemnul mai puternic decât lemnul natural. Cu toate acestea, utilitatea hardware-ului pentru orice loc de muncă anume necesită un studiu suplimentar. Poate fi la fel de ieftin și mai puțin resurse ca plasticul? Poate concura cu obiecte metalice mai puternice, mai atractive, infinit reutilizabile?
Timpul post: 13-2022 APR
