Натуральное дерево и металл были важными строительными материалами для людей в течение тысячелетий. Синтетические полимеры, которые мы называем пластмассами, являются недавним изобретением, которое взорвалось в 20 -м веке.
Как металлы, так и пластмассы обладают свойствами, которые хорошо подходят для промышленного и коммерческого использования. Металы являются сильными, жесткими и, как правило, устойчивы к воздуху, воде, тепло и постоянному напряжению. Однако они также требуют больше ресурсов (что означает более дорогие) для производства и уточнения их продуктов. Пластичные обеспечивают некоторые функции металла, хотя и требуют меньше массовых. Структурные материалы: Пластиковые приборы не очень хороши, и никто не хочет жить в пластиковом доме. При этом они часто уточняются от ископаемого топлива.
В некоторых приложениях натуральное дерево может конкурировать с металлами и пластиками. Большинство семейных домов построены на обрамлении древесины. Проблема в том, что натуральное дерево слишком мягкое и слишком легко повреждено водой, чтобы заменить пластик и металл большую часть времени. Недавняя статья, опубликованная в журнале Материи, исследует создание твердых древесных материалов, которые преодолевают эти ограничения. В этом случае выпущены на дереве, и вскоре это все, что есть, и это все, что у вас есть, и вскоре.
Фиброзная структура древесины состоит из приблизительно 50% целлюлозы, естественным полимером с теоретически хорошими прочностными свойствами. Оставшаяся половина деревянной структуры в основном является лигнином и гемицеллюлозой. Хотя целлюлоза образуется длинной, жесткой клетки, которая обеспечивает древесину из -за его натуральной силы, гемицеллелевая структура. Волокна и выполняют полезные задачи для живой древесины. Но для цели человека уплотнение древесины и более плотно связывая его целлюлозные волокна, лигнин стал помехой.
В этом исследовании натуральное дерево превращалось в закаленную древесину (HW) на четырех этапах. Первые, древесина варят в гидроксиде натрия и сульфате натрия для удаления некоторых гемицеллюлозны Волокна.
Одним из механических свойств структурного материала является твердость вдавшего, что является мерой его способности противостоять деформации при сжатию силой. Diamond жестче, чем сталь, сложнее, чем золото, сильнее древесины и жестче, чем упаковка пены. В течение многих инженерных тестов, используемых для определения твердости, таких как твердость MOHS, используемая в гемологии, в тестируемом на основе. Поверхность с определенной силой. Измерение диаметра кругового вдали, созданного мячом. Значение твердости Бринелла рассчитывается с использованием математической формулы; Грубо говоря, чем больше отверстие, которое пробивает мяч, тем мягче материал. В этом тесте HW в 23 раза выше, чем натуральное дерево.
Большая часть необработанного натурального древесины поглотит воду. Это может расширить древесину и в конечном итоге разрушать его структурные свойства. Авторы использовали двухдневное минеральное замачивание для повышения устойчивости к воде HW, что делает его более гидрофобным («боясь воды»). Тест гидрофобичности включает в себя падение воды на поверхность. Чем более гидрофобновая поверхность, тем более сферическим, в том, что водные кадры-«Гидрофона». Поверхность, с другой стороны, распространяет капли плоские (и впоследствии легче поглощает воду). Поэтому минеральные замачивают не только значительно увеличивают гидрофобность HW, но и предотвращает поглощающую влагу.
В некоторых инженерных испытаниях HW Knives работали немного лучше, чем металлические ножи. Авторы утверждают, что нож HW примерно в три раза больше, чем коммерчески доступный нож. Однако есть предостережение этого интересного результата. Исследователи сравнивают настольные ножи, или то, что мы могли бы назвать ножами для масла. Эти не предназначены для того, чтобы быть особенно острыми. Авторы показывают, что их нож подрезает, но по целому -то, по целому чистого взрослого, по целому -то, по целому, по общему мнению, по целому. По целому. Металлическая вилка, и стейк -нож будет работать намного лучше.
Как насчет гвоздей? Единственный гвоздь HW, по -видимому, может быть легко забит в стопку из трех досок, хотя и не так подробно, как относительно легкость по сравнению с железными гвоздями. Затем колышки Wooden могут сдерживать доски вместе, сопротивляясь силе, которая разорвала бы их на части, с той же стойкой выносливости, что и железные колышки. В их тестах, однако, доски в обоих случаях не удались, прежде чем не провалились, что не вымыли ногти.
Являются ли гвозди HW лучше по -другому? Деревянные колышки легче, но вес структуры не обусловлен в первую очередь массой колышков, которые держат его вместе. Колышки Wilden не будут ржавчины. Однако, это не будет непроницаемым для воды или биорезой.
Нет сомнений в том, что автор разработал процесс, чтобы сделать древесину более сильной, чем естественное дерево. Однако полезность оборудования для какой-либо конкретной работы требует дальнейшего изучения. Может ли оно столь же дешево и без ресурсов, как пластик? Может ли он конкурировать с более сильными, более привлекательными, бесконечно многокрашенными металлическими объектами?
Пост времени: апрель-13-2022
