Ҳезум ва металли табиӣ дар тӯли ҳазорсолаҳо маводи муҳими сохтмонӣ барои инсонҳо буданд. Полимерҳои синтетикӣ, ки мо онро пластикӣ меномем, ихтирооти тозае мебошанд, ки дар асри 20 таркидаанд.
Ҳарду металлҳо ва пластикӣ дорои хосиятҳое мебошанд, ки барои истифодаи саноатӣ ва тиҷоратӣ хеле мувофиқанд. Металлҳо қавӣ, сахт ва умуман ба ҳаво, об, гармӣ ва фишори доимӣ тобовар мебошанд. Аммо, онҳо инчунин захираҳои бештарро талаб мекунанд (ки маънои гаронтар) истеҳсол ва такмил додани маҳсулоти онҳо. Пластикӣ баъзе аз вазифаҳои металлро таъмин мекунад, дар ҳоле ки массаи камтарро талаб мекунад ва истеҳсоли он хеле арзон аст. Хусусиятҳои онҳо метавонанд барои қариб ҳама гуна истифода мутобиқ карда шаванд. Аммо, пластикии арзони тиҷоратӣ маводи сохтории даҳшатнок месозад: асбобҳои пластикӣ чизи хуб аст ва ҳеҷ кас намехоҳад дар хонаи пластикӣ зиндагӣ кунад. Илова бар ин, онҳо аксар вақт аз сӯзишвории истихроҷшуда тоза карда мешаванд.
Дар баъзе барномаҳо, чӯби табиӣ метавонад бо металлҳо ва пластикҳо рақобат кунад. Аксари хонаҳои оилавӣ дар чаҳорчӯбаи ҳезум сохта мешаванд. Мушкилот дар он аст, ки ҳезуми табиӣ аз ҳад нарм аст ва ба осонӣ аз об осеб дида, аксар вақт пластикӣ ва металлро иваз мекунад. Дар маҷаллаи Matter нашр шудааст, ки эҷоди як маводи чӯби сахтшударо, ки ин маҳдудиятҳоро паси сар мекунад, меомӯзад. Ин тадқиқот бо эҷоди кордҳои чӯбӣ ва мехҳо анҷом ёфт. Корди чӯбӣ чӣ қадар хуб аст ва шумо онро ба зудӣ истифода мебаред?
Сохтори нахдори ҳезум тақрибан 50% селлюлоза, полимери табиӣ бо хосиятҳои қувваи назариявии хуб иборат аст. Нисфи боқимондаи сохтори чӯбӣ асосан лигнин ва гемиселлюлоза мебошад. Дар ҳоле, ки селлюлоза нахҳои дароз ва сахтро ташкил медиҳанд, ки ҳезумро бо пояи табиии он таъмин мекунанд. қувват, гемицеллюлоза дорои сохтори каме ҳамоҳанг аст ва аз ин рӯ ба мустаҳкамии ҳезум ҳеҷ чиз мусоидат намекунад. Лигнин холигии байни нахҳои селлюлозаро пур мекунад ва барои ҳезуми зинда вазифаҳои муфидро иҷро мекунад. Аммо барои одамон барои фишурдани ҳезум ва ба ҳам зичтар пайваст кардани нахҳои селлюлозаи он, лигнин шуд. монеа.
Дар ин таҳқиқот, чӯби табиӣ дар чаҳор марҳила ба чӯби сахтшуда (HW) сохта шудааст. Аввалан, ҳезум дар гидроксиди натрий ва сулфати натрий ҷӯшонида мешавад, то як қисми гемицеллюлоза ва лигнинро хориҷ кунад. Пас аз ин коркарди кимиёвӣ, ҳезум тавассути пахшкунӣ зичтар мешавад. онро дар як пресс барои якчанд соат дар ҳарорати хонагӣ нигоҳ доред. Ин холигоҳҳо ё сӯрохиҳои табииро дар чӯб кам мекунад ва пайвастагии кимиёвии байни нахҳои селлюлозаро тақвият медиҳад. Баъдан, ба ҳезум дар 105 ° C (221 ° F) фишор оварда мешавад. соат ба анҷом зич, ва сипас хушк. Ниҳоят, ҳезум аст, дар равғани маъданӣ барои 48 соат обногузар кунад маҳсулоти тайёр.
Яке аз хосиятҳои механикии маводи сохторӣ сахтии indentation аст, ки ченаки қобилияти он барои муқовимат ба деформатсия ҳангоми фишурдани қувва аст. Алмос сахттар аз пӯлод, сахттар аз тилло, сахттар аз чӯб ва сахттар аз бастабанди кафк аст. Дар байни бисёре аз муҳандисӣ озмоишҳое, ки барои муайян кардани сахтӣ истифода мешаванд, аз қабили сахтии Моҳ, ки дар гемология истифода мешавад, санҷиши Бринел яке аз онҳост. Консепсияи он оддӣ аст: подшипникҳои металлии сахт ба сатҳи санҷиш бо қувваи муайян пахш карда мешаванд. Диаметри даврашаклро чен кунед. Қаҳри аз ҷониби тӯб сохташуда. Қимати сахтии Бринел бо истифода аз формулаи математикӣ ҳисоб карда мешавад; Агар тахминан гуем, сӯрохи тӯб калонтар бошад, мавод ҳамон қадар нармтар мешавад. Дар ин озмоиш, HW нисбат ба чӯби табиӣ 23 маротиба сахттар аст.
Аксари ҳезумҳои табиии коркарднашуда обро ҷабб мекунанд. Ин метавонад ҳезумро васеъ кунад ва дар ниҳоят хосиятҳои сохтории онро нобуд созад. Муаллифон барои баланд бардоштани муқовимати об ба об як тар кардани дурӯзаи маъданиро истифода бурда, онро гидрофобӣ (аз об метарсанд) мегардонанд. Санҷиши гидрофобӣ ҷойгир кардани қатраи обро дар рӯи рӯи замин дар бар мегирад. Ҳар қадаре ки сатҳи гидрофобӣ бошад, қатраҳои об ҳамон қадар сферӣ мешаванд. Аз тарафи дигар, сатҳи гидрофиликӣ («обдӯст») қатраҳоро ҳамвор паҳн мекунад (ва баъдан обро осонтар ба худ мекашад).Бинобар ин тар кардани маъданй на танхо гидрофоб будани ХУ-ро хеле зиёд мекунад, балки чубу тахта намиро азхуд мекунад.
Дар баъзе озмоишҳои муҳандисӣ, кордҳои HW нисбат ба кордҳои металлӣ каме беҳтар кор карданд. Муаллифон мегӯянд, ки корди HW тақрибан се маротиба тезтар аз корди тиҷорӣ тезтар аст. Бо вуҷуди ин, дар бораи ин натиҷаи ҷолиб огоҳӣ вуҷуд дорад. Тадқиқотчиён кордҳои мизро муқоиса мекунанд, ё он чизеро, ки мо метавонем кордҳои равған меномем. Инҳо махсусан тезу тунд нестанд. Муаллифон видеоеро дар бораи буридани стейк нишон медиҳанд, аммо калонсолони оқилона метавонанд ҳамон стейкро бо канори кунди чангакҳои металлӣ бурида метавонанд ва як корди стейк хеле беҳтар кор мекунад.
Дар бораи нохунҳо чӣ гуфтан мумкин аст? Аз афташ як мехи ягонаи HW-ро метавон ба осонӣ ба анбора аз се тахта кӯфт, гарчанде ки он дар муқоиса бо нохунҳои оҳанин он қадар муфассал нест. Мехҳои чӯбӣ метавонанд тахтаҳоро якҷоя нигоҳ доранд ва ба қуввае, ки дарида мешаванд, муқобилат кунанд. онҳоро аз ҳам ҷудо карда, тақрибан яксонии мехҳои оҳанинро доранд. Аммо дар озмоишҳои онҳо тахтаҳо дар ҳарду ҳолат пеш аз нокомии ҳарду нохун ноком шуданд, аз ин рӯ нохунҳои мустаҳкамтар фош намешуданд.
Оё нохунҳои HW бо роҳҳои дигар беҳтаранд? Хобҳои чӯбӣ сабуктаранд, аммо вазни сохторро пеш аз ҳама массаи мехҳо, ки онро якҷоя нигоҳ медоранд, намебаранд. Мехҳои чӯбӣ занг намезананд. Аммо, он ба об гузар намекунад ё биодекомпозитсия.
Шубҳае нест, ки муаллиф як раванди қавитар кардани ҳезумро аз чӯби табиӣ таҳия кардааст. Аммо, фоиданокии сахтафзор барои ҳар як кори мушаххас омӯзиши минбаъдаро талаб мекунад. Оё он ҳамчун пластикӣ арзон ва ками захиравӣ буда метавонад? Оё он бо қавитар рақобат кунад. , объектҳои металлии ҷолибтар, беохир истифодашаванда? Тадқиқоти онҳо саволҳои ҷолибро ба миён меорад. Муҳандисии давомдор (ва дар ниҳоят бозор) ба онҳо ҷавоб хоҳад дод.
Вақти фиристодан: апрел-13-2022
