天然木材と金属は、数千年にわたって人間にとって不可欠な建築材料でした。私たちがプラスチックと呼ぶ合成ポリマーは、20世紀に爆発した最近の発明です。
金属とプラスチックの両方に、工業用および商業用途に適した特性があります。金属は強く、硬く、一般的に空気、水、熱、一定のストレスに対して回復力があります。製品を生産および洗練します。プラスチックは金属の機能の一部を提供しながら、より少ない質量を必要とし、生産するのが非常に安価です。良いこと、そして誰もプラスチックの家に住みたいとは思わない。
いくつかの用途では、天然木材は金属やプラスチックと競合することができます。ほとんどの家族の家は木材のフレーミングに基づいています。問題は、自然の木材が柔らかすぎて、ほとんどの場合プラスチックと金属を置き換えるには水で簡単に損傷していることです。 Journal Matterに掲載されているのは、これらの制限を克服する硬化した木材の作成を探ります。この研究は、木製のナイフと爪の作成に至りました。木製のナイフはどのように良いですか？すぐに使用しますか？
木材の繊維構造は、理論的に良好な強度特性を持つ天然ポリマーである約50％のセルロースで構成されています。木製の構造の残りの半分は、主にリグニンとヘミセルロースです。強度、ヘミセルロースにはコヒーレント構造がほとんどないため、木材の強度には何も寄与しません。リグニンはセルロース繊維の間の空隙を埋め、生きている木材のために有用なタスクを実行しますが、人間の木材を圧縮してセルロース繊維をより密着させる目的で、リグニンは障害。
この研究では、天然木材を4段階で硬化した木材（HW）にしました。最初に、木材を水酸化ナトリウムと硫酸ナトリウムで沸騰させて、ヘミセルロースとリグニンの一部を除去しました。室温で数時間プレスでプレスで、これにより、木材の自然な隙間または毛穴が減り、隣接するセルロース繊維間の化学結合が強化されます。密度を完了してから乾燥するのに時間を費やします。まとめて、木材を48時間鉱油に浸し、完成品を防水させます。
構造材料の1つの機械的特性はインデントの硬度です。これは、力で絞られたときに変形に抵抗する能力の尺度です。ダイヤモンドは鋼よりも硬く、木材よりも硬く、泡を詰めるよりも硬い。 Gemologyで使用されるMOHS硬度などの硬度を決定するために使用されるテストは、Brinellテストの1つです。概念は簡単です。硬い金属ボールベアリングは、特定の力でテスト表面に押されます。ボールによって作成されたインデント。ブリネルの硬度値は、数学的な式を使用して計算されます。大まかに言えば、ボールが穴が大きくなるほど、素材が柔らかくなります。このテストでは、HWは天然木の23倍です。
ほとんどの未処理の天然木材は水を吸収します。これは木材を拡張し、最終的にその構造特性を破壊する可能性があります。著者は2日間のミネラル浸漬を使用してHWの耐水性を高め、より疎水性（「怖い」）にしました。疎水性テストでは、表面に水滴を置くことが含まれます。表面がより疎水性になるほど、水滴はより球形になります。したがって、ミネラル浸漬は、HWの疎水性を大幅に増加させるだけでなく、木材が水分を吸収するのを防ぎます。
一部のエンジニアリングテストでは、HWナイフはメタルナイフよりもわずかに優れたパフォーマンスを発揮しました。著者は、HWナイフは市販のナイフの約3倍のシャープであると主張しています。または、私たちがバターナイフと呼ぶかもしれません。これらは特に鋭いことを意図していません。著者はナイフのビデオを見せていますが、かなり強い大人はおそらくメタルフォークの鈍い側面で同じステーキを切ることができます。ステーキナイフははるかにうまく機能します。
爪についてはどうですか？単一のHWの爪は、鉄の爪と比較して比較的容易であるほど詳細ではありませんが、3つの板のスタックに簡単に叩くことができます。それらは離れて、鉄のペグとほぼ同じタフネスでテストで、ただし、どちらの場合も、どちらの場合も爪が故障する前にボードが失敗したため、強い爪は露出していませんでした。
HWの爪は他の方法で優れていますか？木製のペグは軽量ですが、構造の重量は、それを一緒に保持するペグの質量によって主に駆動されません。ウッズペグは錆びません。 Biodecompose。
著者が天然木材よりも強力な木材を作るプロセスを開発したことは間違いありません。 、より魅力的で、無限に再利用可能な金属オブジェクト？彼らの研究は興味深い質問を提起します。
投稿時間：APR-13-2022
