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.
Ҳам металлҳо ва ҳам пластикҳо хосиятҳое доранд, 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 барои истеҳсол ва такмил додани маҳсулоти худ захираҳои бештарро талаб мекунанд (ки ин маънои гаронтар аст) дорад. Пластмасса баъзе аз вазифаҳои металлро таъмин мекунад, дар ҳоле ки массаи камтарро талаб мекунад ва барои истеҳсоли ҳама гуна хосиятҳои пластикӣ хеле арзон аст. масолеҳи даҳшатноки сохторӣ созед: асбобҳои пластикӣ чизи хуб нест ва ҳеҷ кас намехоҳад дар хонаи пластикӣ зиндагӣ кунад. Илова бар ин, онҳо аксар вақт аз сӯзишвории истихроҷшаванда тоза карда мешаванд.
Дар баъзе барномаҳо, чӯби табиӣ метавонад бо металлҳо ва пластикҳо рақобат кунад. Аксари хонаҳои оилавӣ дар чаҳорчӯбаи ҳезум сохта мешаванд. Масъала дар он аст, ки ҳезуми табиӣ аз ҳад нарм аст ва ба осонӣ аз об осеб дида метавонад, ки аксар вақт пластикӣ ва металлро иваз кунад. Коғази ба наздикӣ дар маҷаллаи Matter нашршуда эҷоди як маводи ҳезуми сахтшударо, ки ин маҳдудиятҳоро бартараф мекунад, омӯхтааст. ба зудӣ?
Сохтори нахдори ҳезум тақрибан 50% селлюлоза, як 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 қувваи табиии худ таъмин мекунанд, гемицеллюлоза дорои сохтори ками ҳамоҳангшуда ва ба ин васила дар байни filgss. нахҳои селлюлоза буда, барои ҳезуми зинда вазифаҳои муфидро иҷро мекунад. Аммо барои одамон барои фишурдани ҳезум ва ба ҳам зичтар пайваст кардани нахҳои селлюлоза лигнин монеа шуд.
Дар ин таҳқиқот, чӯби табиӣ дар чаҳор марҳила ба чӯби сахтшуда (HW) сохта шудааст. Аввалан, ҳезум дар гидроксиди натрий ва сулфати натрий барои хориҷ кардани як қисми гемиселлюлоза ва лигнин ҷӯшонида мешавад. Пас аз ин коркарди кимиёвӣ, ҳезум бо пахш кардани он дар пресс барои чанд соат дар ҳарорати хонагӣ зичтар мешавад. нахҳои селлюлоза. Баъдан, ҳезумро дар ҳарорати 105° C (221° F) чанд соат боз фишор меоранд, то зичшавии онро ба анҷом расонанд ва сипас хушк карда мешаванд. Ниҳоят, ҳезумро дар равғани минералӣ дар давоми 48 соат мегузоранд, то маҳсулоти тайёр обногузар бошад.
Яке аз хосиятҳои механикии маводи сохторӣ сахтии indentation аст, ки як ченаки қобилияти он барои муқовимат ба деформатсияи ҳангоми фишурдани фишор аст. Диамонд сахттар аз пӯлод, сахттар аз тилло, сахттар аз чӯб ва сахттар аз бастабандии кафк. Дар байни бисёре аз озмоишҳои муҳандисӣ, ки барои муайян кардани сахтӣ истифода мешаванд, ба монанди Mohs, як консепсияи сахтии онҳо дар озмоиши Brinell истифода мешавад. Подшипникҳои металлӣ бо қувваи муайян ба сатҳи санҷиш пахш карда мешаванд. Диаметри гиреҳи даврашакл, ки аз ҷониби тӯб ба вуҷуд омадааст, чен кунед. Қимати сахтии Brinell 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 дар HW як тар кардани дурӯзаи минералиро истифода бурда, онро гидрофобӣ (аз об метарсанд) гардонид. Санҷиши гидрофобӣ ҷойгир кардани қатраи обро дар рӯи замин дар бар мегирад. Ҳар қадаре, ки сатҳи гидрофобӣ бошад, об ҳамон қадар сферикӣ мешавад. аз тарафи дигар, катрахоро хамвор пахн 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 иҷро шуданд. Муаллифон мегӯянд, ки корди HW тақрибан се маротиба тезтар аз корди дар тиҷорат дастрас аст. Аммо, дар бораи ин натиҷаи ҷолиб огоҳӣ вуҷуд дорад. Тадқиқотчиён кордҳои мизи корӣ ё он чизеро, ки мо метавонем кордҳои равған меномем, муқоиса мекунанд. стейк, аммо калонсолони оқилонаи қавӣ эҳтимолан ҳамон стейкро бо канори кунди чангаки металлӣ бурида метавонистанд ва 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 мехҳои оҳанин осонии нисбатан муфассал нест. Мехҳои чӯбӣ метавонанд тахтаҳоро бо ҳам нигоҳ доранд ва ба қуввае, ки онҳоро аз ҳам ҷудо мекунад, бо тақрибан ҳамон сахтӣ ба мисли мехҳои оҳанин муқовимат мекунанд. Дар озмоишҳои онҳо, ҳарду мехҳо ноком шуданд. фош нашудааст.
Оё нохунҳои HW бо роҳҳои дигар беҳтаранд? Хобҳои чӯбӣ сабуктаранд, аммо вазни сохтор асосан аз массаи мехҳо, ки онро якҷоя нигоҳ медоранд, намебарояд. Мехҳои чӯбӣ занг намезананд. Аммо, он ба об гузаранда ё биодекомпозитсия нахоҳад буд.
Шубҳае нест, ки муаллиф як раванди қавитар кардани ҳезумро аз чӯби табиӣ таҳия кардааст. Бо вуҷуди ин, фоиданокии сахтафзор барои ҳар як кори мушаххас омӯзиши минбаъдаро талаб мекунад. Оё он метавонад ба мисли пластикӣ арзон ва ками захираҳо бошад? Оё он бо ашёҳои металлии қавитар, ҷолибтар ва беохир истифодашаванда рақобат мекунад? Тадқиқоти онҳо саволҳои ҷолибро ба миён меорад. Муҳандисии давомдор (ва ниҳоят бозор ба онҳо ҷавоб хоҳад дод).
Вақти фиристодан: апрел-13-2022
