Naravni les in kovina sta tisoč let bistveni gradbeni materiali za ljudi. Sintetični polimeri, ki jih imenujemo plastika, so nedavni izum, ki je eksplodiral v 20. stoletju.
Tako kovine kot plastike imajo lastnosti, ki so zelo primerne za industrijsko in komercialno uporabo. Metali so močni, togi in na splošno prožni na zrak, vodo, toploto in stalen stres. Kljub temu potrebujejo tudi več virov (kar pomeni dražje), da lahko proizvajajo in izpopolnijo svoje izdelke. Plastika izdeluje grozne strukturne materiale: plastične aparate niso dobra stvar in nihče ne želi živeti v plastični hiši.
In some applications, natural wood can compete with metals and plastics.Most family homes are built on wood framing.The problem is that natural wood is too soft and too easily damaged by water to replace plastic and metal most of the time.A recent paper published in the journal Matter explores the creation of a hardened wood material that overcomes these limitations.This research culminated in the creation of wooden knives and nails.How good is the wooden knife and will you Uporabite ga kmalu?
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 Vlakna in opravlja uporabne naloge za živi les. Toda za ljudi, da bi stiskali les in vezali njena celulozna vlakna, bolj tesno skupaj, je lignin postal ovira.
V tej raziskavi je bil naravni les v štirih korakih narejen v utrjenem lesu (HW). Najprej je les zavremo v natrijevem hidroksidu in natrijevem sulfatu, da odstranimo nekatere hemiceluloze in lignin. Po tem kemičnem obdelavi lesa postane gosteč, ki ga je treba več ur pritiskati med tiskom. Vlakna.Next, les se še nekaj ur za dokončanje zgoščevanja in nato posuši. Les je lesa v mineralnem olju 48 ur potopljen pri 105 ° C (221 ° F).
One mechanical property of a structural material is indentation hardness, which is a measure of its ability to resist deformation when squeezed by force.Diamond is harder than steel, harder than gold, harder than wood, and harder than packing foam.Among the many engineering tests used to determine hardness, such as the Mohs hardness used in gemology, the Brinell test is one of them.Its concept is simple: a hard metal ball bearing is pressed into the preskusna površina z določeno silo. Upoštevajte premer krožne vdolbine, ki jo ustvari kroglica. Vrednost trdote Brinell se izračuna z uporabo matematične formule; V grobem je, večja kot je luknja, ki jo udari kroglica, mehkejša je material. V tem testu je HW 23 -krat težji od naravnega lesa.
Večina neobdelanih naravnih lesa bo absorbirala vodo. To lahko razširi les in sčasoma uniči njegove strukturne lastnosti. Avtorji so uporabili dvodnevno namakanje minerala, da bi povečali vodoodpornost HW, zaradi česar je bolj hidrofobna ("strah pred vodo"). Test hidrofobnosti na površino postavi hidrofobično. Hidrofilna ("vodno ljubeče") površina na drugi strani širi kapljice ravne (in nato lažje absorbira vodo). Zato namakanje mineralov ne le bistveno poveča hidrofobnost HW, ampak tudi preprečuje, da bi les absorbiral vlago.
V nekaterih inženirskih testih so HW noži delovali nekoliko bolje kot kovinski noži. Avtorji trdijo, da je nož HW približno trikrat oster kot komercialno dostopni nož. Kljub temu je na ta zanimiv rezultat opozorilo. Raziskovalci so primerjali nože, ki bi lahko rezali rez, ki bi lahko poklical, da bi se z nožem, ki jih lahko imenujemo, še posebej ostri, ki niso namenjeni ostrim nožem. Zrezek z dolgočasno stranjo kovinske vilice in nož z zrezki bi deloval veliko bolje.
Kaj pa nohti? En sam HW žebelj je očitno mogoče zlahka zabiti v kup treh plošč, čeprav ni tako podrobno, kot je relativno enostavnost v primerjavi z železnimi nohti. Wooden Pegs lahko nato držijo deske skupaj in se upirajo sili, ki bi jih raztrgali, s približno enakimi trdnostmi, kot so bili v obeh primerih neuspešni.
Ali so nohti HW boljši na druge načine? Leseni zatiči so lažji, vendar težo konstrukcije ne poganja predvsem masa zatičev, ki jo držijo skupaj. Wooden Kegs ne bo rjal.
Ni dvoma, da je avtor razvil postopek, da bi bil les močnejši od naravnega lesa. Kljub temu je uporabnost strojne opreme za katero koli določeno delo potrebna nadaljnja študija. Ali je tako poceni in brez virov kot plastika? Ali lahko tekmuje z močnejšimi, privlačnejšimi, neskončno ponovnimi kovinskimi objekti? Njihova raziskava sproža zanimiva vprašanja (in na koncu) na njih bo odgovorila.
Čas objave: april-13-2022
