U legnu naturali è u metale sò stati materiali di custruzzione essenziale per l'omu per millaie d'anni. I polimeri sintetici chì chjamemu plastichi sò una invenzione recente chì splode in u XXu seculu.
Tramindui i metalli è i plastichi anu pruprietà chì sò bè adattati per l'usu industriale è cummerciale. I metalli sò forti, rigidi, è generalmente resistenti à l'aria, l'acqua, u calore è u stress constante. Tuttavia, anu ancu bisognu di più risorse (chì significa più caru) per pruduce è raffinà i so prudutti. U plasticu furnisce alcune di e funzioni di u metallu mentre chì esige menu massa è hè assai prezzu per pruduce. E so proprietà ponu esse persunalizate per quasi ogni usu. Tuttavia, i plastichi commerciali boni facenu materiali strutturali terribili: l'apparecchi di plastica ùn sò micca un bona cosa, è nimu vole campà in una casa di plastica. In più, sò spessu raffinati da i carburanti fossili.
In certi applicazioni, u legnu naturali pò cumpete cù metalli è plastichi. A maiò parte di e case di famiglia sò custruite nantu à framing di legnu. U prublema hè chì u legnu naturali hè troppu dolce è troppu faciule da l'acqua per rimpiazzà u plasticu è u metale a maiò parte di u tempu. publicatu in a rivista Matter esplora a creazione di un materiale di legnu induritu chì supera queste limitazioni. Sta ricerca culminata in a creazione di culteddi di lignu è unghie.
A struttura fibrosa di lignu hè custituita da circa 50% di cellulosa, un polimeru naturali cù proprietà di forza teoricamente boni. A mità restante di a struttura di lignu hè principalmente lignina è hemicellulose. forza, l'hemicellulosa hà pocu struttura coherente è cusì ùn cuntribuisce nunda à a forza di u legnu. A lignina riempie i vuoti trà e fibre di cellulosa è eseguisce funzioni utili per u legnu vivu. un ostaculu.
In questu studiu, u legnu naturali hè statu fattu in legnu induritu (HW) in quattru passi. Prima, u legnu hè bollita in l'idrossidu di sodiu è u sulfate di sodiu per sguassà una parte di l'hemicellulosa è a lignina. Dopu stu trattamentu chimicu, u legnu diventa più densu pressendu in una pressa per parechje ore à a temperatura di l'ambienti. Questu reduce i spazii naturali o pori in u legnu è rinfurzà u ligame chimicu trà e fibre di cellulosa adiacenti. In seguitu, u legnu hè pressurizatu à 105 ° C (221 ° F) per uni pochi di più. ore à compie a densificazione, è poi secca. Infine, u legnu hè immersa in oliu minerale per 48 ore per fà u pruduttu finitu impermeabile.
Una pruprietà meccanica di un materiale strutturale hè a durezza di l'indentazione, chì hè una misura di a so capacità di resiste à a deformazione quandu hè struitu da a forza. U diamante hè più duru di l'acciaio, più duru di l'oru, più duru di u legnu, è più duru di l'imballaggio foam.Among the many engineering. testi usati per determinà a durezza, cum'è a durezza di Mohs utilizata in gemmologia, a prova Brinell hè unu di elli. U so cuncettu hè simplice: un cuscinettu di bola di metallo duru hè pressatu in a superficia di prova cù una certa forza. indentazione creatu da u ballu.U valore di durezza Brinell hè calculatu cù una formula matematica;grosso modo, u più grande u pirtusu u ballu colpi, u più suave u materiale.
A maiò parte di u legnu naturali micca trattatu assorbe l'acqua. Questu pò espansione u legnu è eventualmente distrughjenu e so proprietà strutturale. L'autori anu utilizatu un soak minerale di dui ghjorni per aumentà a resistenza à l'acqua di l'HW, facendu più hydrophobic ("paura di l'acqua"). La prova di idrofobicità consiste nel posizionare una goccia d'acqua su una superficie. Più idrofoba è la superficie, più le gocce d'acqua diventano sferiche. Una superficie idrofila ("amante dell'acqua"), invece, sparge le goccioline piatte (e successivamente). assorbe l'acqua più facilmente).Per quessa, l'immersione minerale ùn solu aumenta significativamente l'idrofobicità di l'HW, ma impedisce ancu chì u legnu assorba l'umidità.
In certi testi di l'ingegneria, i culteddi HW anu realizatu ligeramente megliu cà i culteddi di metallu. L'autori dichjaranu chì u cuteddu HW hè circa trè volte più affilatu cum'è un cultellu dispunibule in u cummerciu. o ciò chì pudemu chjamà butter knives.Questi ùn sò micca destinati à esse particularmente sharp.L'autori mostranu un video di u so cuteddu chì taglianu una bistecca, ma un adultu abbastanza forte puderia probabilmente tagliate a listessa bistecca cù u latu sordu di una forchetta di metallu, è un cuteddu da bistecca funziona assai megliu.
Chì ci hè di i unghie? Un unicu chiovu HW pò apparentemente esse facilmente martellatu in una pila di trè tavole, ancu s'ellu ùn hè micca cusì detallatu quantu hè relative facilità cumparatu cù unghie di ferru. elli à parte, cù circa a stessa durezza cum'è pegs di ferru.In i so testi, però, i bordi in i dui casi fiascatu prima chì sia un chiovu falliu, perchè i unghie più forti ùn sò micca esposti.
Sò unghie HW megliu in altri manere? Pegs di legnu sò più ligeri, ma u pesu di a struttura ùn hè micca primuramente guidatu da a massa di i pegs chì u tenenu inseme. Pegs di lignu ùn anu micca arrugginitu. biodecompone.
Ùn ci hè micca dubbitu chì l'autore hà sviluppatu un prucessu per fà u legnu più forte di u legnu naturali. In ogni casu, l'utilità di hardware per ogni travagliu particulari richiede più studiu. Pò esse cusì prezzu è menu risorse cum'è plastica? , uggetti metallichi più attrattivi, infinitamente reutilizabili? A so ricerca suscite dumande interessanti. L'ingegneria in corso (è infine u mercatu) li risponde.
Tempu di Postu: Apr-13-2022
