გამაგრებული ხის დანები სამჯერ უფრო მკვეთრია, ვიდრე მაგიდის დანები

ბუნებრივი ხე და ლითონი ათასობით წლის განმავლობაში არსებითი სამშენებლო მასალები იყო ადამიანისთვის. სინთეზური პოლიმერები, რომელსაც ჩვენ პლასტმასს ვუწოდებთ, არის ბოლოდროინდელი გამოგონება, რომელიც აფეთქდა XX საუკუნეში.
ორივე ლითონებსა და პლასტმასს აქვს ისეთი თვისებები, რომლებიც კარგად არის შესაფერისი სამრეწველო და კომერციული გამოყენებისთვის. მეტალები ძლიერი, ხისტია და, ზოგადად, გამძლეა ჰაერისთვის, წყალი, სითბო და მუდმივი სტრესი. მიუხედავად იმისა, რომ მათ ასევე სჭირდებათ მეტი რესურსი (რაც უფრო ძვირი ნიშნავს) მათი პროდუქციის წარმოება და დახვეწა. პლასტმასები ქმნიან საშინელ სტრუქტურულ მასალებს: პლასტიკური ტექნიკა არ არის კარგი რამ და არავის სურს პლასტიკური სახლში ცხოვრება.
ზოგიერთ აპლიკაციაში, ბუნებრივ ხის კონკურენციას შეუძლია კონკურენცია გაუწიოს ლითონებსა და პლასტმასს. ყველაზე მეტად საოჯახო სახლები აგებულია ხის ჩარჩოებზე. პრობლემა ის არის, რომ ბუნებრივი ხე ძალიან რბილია და ძალიან ადვილად დაზიანებულია წყლისგან პლასტიკური და მეტალის უმეტესობის შესაცვლელად. ჟურნალში გამოქვეყნებული ბოლოდროინდელი ნაშრომი იკვლევს ხის გამაგრებული ხის მასალის შექმნას, რომელიც გადალახავს ამ შეზღუდვებს. გამოიყენეთ იგი მალე?
ხის ბოჭკოვანი სტრუქტურა შედგება დაახლოებით 50% ცელულოზისგან, ბუნებრივი პოლიმერი, რომელსაც აქვს თეორიულად კარგი სიმტკიცის თვისებები. ხის სტრუქტურის დანარჩენი ნახევარი ძირითადად ლიგნინი და ჰემცელულოზაა. სანამ ცელულოზა ქმნის გრძელი, მკაცრი ბოჭკოები, რომლებიც ქმნიან ხის ბუნებრივ ძალას, ჰემესელულულოზას შორის, ამრიგად, ხისგან არაფერს შორისაა. ბოჭკოები და ასრულებს სასარგებლო დავალებებს ცოცხალი ხისათვის. მაგრამ ადამიანთა მიზნისთვის ხის შეკუმშვა და მისი ცელულოზის ბოჭკოების დაკავშირება უფრო მჭიდროდ, ლინგინი გახდა შემაფერხებელი.
ამ გამოკვლევაში, ბუნებრივი ხისგან დამკვიდრებულ ხის (HW) ოთხ ნაბიჯში გადაიყვანეს. პირველ რიგში, ხის მოხარშულია ნატრიუმის ჰიდროქსიდი და ნატრიუმის სულფატი, რომ ამოიღონ ჰემცელულოზისა და ლიგინის ზოგიერთი ნაწილი. ამ ქიმიური მკურნალობის შემდეგ, ხე უფრო მკვრივი ხდება მასში, რამდენიმე საათის განმავლობაში ტემპერატურაზე. ბოჭკოები. ცხრილი, ხის ზეწოლა ხდება 105 ° C ტემპერატურაზე (221 ° F) კიდევ რამდენიმე საათის განმავლობაში, რათა დასრულდეს დენსიფიკაცია, შემდეგ კი გამხმარი.
სტრუქტურული მასალის ერთი მექანიკური საკუთრება არის indentation სიმტკიცე, რაც არის მისი შესაძლებლობის წინააღმდეგობა დეფორმაციის წინააღმდეგობის გაწევისას, როდესაც ძალით გაწითლებულია. დიამონდი უფრო რთულია, ვიდრე ფოლადი, უფრო რთული ვიდრე ოქრო, უფრო რთული, ვიდრე ხის და უფრო რთული, ვიდრე შეფუთვა ქაფით. ტესტის ზედაპირი გარკვეული ძალით. გაზომეთ ბურთის მიერ შექმნილი წრიული ინდუქციის დიამეტრი. Brinell- ის სიმძიმის მნიშვნელობა გამოითვლება მათემატიკური ფორმულის გამოყენებით; უხეშად რომ ვთქვათ, რაც უფრო დიდია ხვრელი ბურთი, რაც უფრო რბილია მასალა. ამ ტესტში, HW 23 -ჯერ უფრო რთულია, ვიდრე ბუნებრივი ხის.
არანამკურნალევი ბუნებრივი ხის უმეტესობა წყალს შთანთქავს. ამით შეიძლება გააფართოვოს ხის და საბოლოოდ გაანადგუროს მისი სტრუქტურული თვისებები. ავტორებმა გამოიყენეს ორდღიანი მინერალური გაჟღენთილი HW- ს წყლის წინააღმდეგობის გასაზრდელად, რაც მას უფრო ჰიდროფობიურად აქცევს ("წყლის ეშინია"). ჰიდროფობიურობის ტესტი გულისხმობს წყლის ვარდნას. ("წყლის მოსიყვარულე") ზედაპირი, მეორეს მხრივ, ავრცელებს წვეთებს ბრტყელი (და შემდგომში უფრო ადვილად შთანთქავს წყალს). ამიტომ, მინერალური გაჟღენთილი არა მხოლოდ მნიშვნელოვნად ზრდის HW- ს ჰიდროფობიურობას, არამედ ხელს უშლის ხის შთანთქმის ტენიანობას.
ზოგიერთ საინჟინრო ტესტში, HW დანები შესრულებულია ოდნავ უკეთესია, ვიდრე ლითონის დანები. ავტორები ირწმუნებიან, რომ HW დანა დაახლოებით სამჯერ არის მკვეთრი, როგორც კომერციულად ხელმისაწვდომი დანა. მიუხედავად ამისა, არსებობს სიფრთხილე ამ საინტერესო შედეგთან. სტეიკი ლითონის ჩანგლის მოსაწყენი მხარეს, და სტეიკის დანა ბევრად უკეთესად იმუშავებს.
რაც შეეხება ფრჩხილების შესახებ? ერთი HW ფრჩხილის ერთჯერად ადვილად შეიძლება ჩაქრა სამი ბილიკის დასტის ჩაქრობა, თუმცა არც ისე დეტალურია, როგორც ეს შედარებით მარტივია, ვიდრე რკინის ფრჩხილებთან შედარებით. Wooden Pegs– ს შეუძლია შემდეგ შეინარჩუნოს ბუჩქები, წინააღმდეგობა გაუწიოს იმ ძალას, რომელიც მათ გაანადგურებს მათ, როგორც მათ ტესტებში, არც თუ ისე ძლიერდება.
HW ფრჩხილები უკეთესია სხვა გზით? ხის პეიფები მსუბუქია, მაგრამ სტრუქტურის წონა პირველ რიგში არ არის განპირობებული პიტების მასის მიერ, რომლებიც მას ერთმანეთთან უჭირავს. ხის პეიფები არ იქნება ჟანგიანი.
ეჭვგარეშეა, რომ ავტორმა შეიმუშავა პროცესი, რომ ხისგან უფრო ძლიერი გახდეს, ვიდრე ბუნებრივი ხისგან. მიუხედავად იმისა, რომ ნებისმიერი კონკრეტული სამუშაოსთვის აპარატურის სასარგებლო პროგრამა მოითხოვს შემდგომ შესწავლას. ეს შეიძლება იყოს ისეთივე იაფი და რესურსით, როგორც პლასტიკური? შეიძლება ის კონკურენციას გაუწიოს უფრო ძლიერ, უფრო მიმზიდველ, უსასრულოდ გამოსაყენებელ მეტალის ობიექტებს? მათი კვლევები საინტერესო კითხვებს ბადებს.