Байгалийн мод, металл нь олон мянган жилийн турш хүний хувьд зайлшгүй шаардлагатай барилгын материал байсаар ирсэн. Бидний хуванцар гэж нэрлэдэг синтетик полимерууд нь 20-р зуунд дэлбэрсэн шинэ бүтээл юм.
Металл болон хуванцар аль аль нь үйлдвэрлэлийн болон арилжааны зориулалтаар ашиглахад тохиромжтой шинж чанартай байдаг. Металл нь бат бөх, хатуу бөгөөд ерөнхийдөө агаар, ус, дулаан, байнгын стресст тэсвэртэй байдаг. Гэсэн хэдий ч бүтээгдэхүүнээ үйлдвэрлэх, боловсронгуй болгохын тулд илүү их нөөц (энэ нь илүү үнэтэй гэсэн үг) шаарддаг. Хуванцар нь металлын зарим функцийг хангадаг бөгөөд бага масс шаарддаг бөгөөд бараг ямар ч хуванцарыг хямд үнээр үйлдвэрлэж болно. аймшигт бүтцийн материал хийх: хуванцар хэрэгсэл нь сайн зүйл биш бөгөөд хэн ч хуванцар байшинд амьдрахыг хүсдэггүй. Үүнээс гадна тэдгээрийг ихэвчлэн чулуужсан түлшээр боловсруулдаг.
Зарим хэрэглээнд байгалийн мод нь металл болон хуванцар материалтай өрсөлдөж чаддаг. Ихэнх гэр бүлийн байшингууд модон хүрээ дээр баригдсан байдаг. Асуудал нь байгалийн мод нь хэт зөөлөн бөгөөд усанд амархан гэмтдэг тул хуванцар болон металлыг орлоход хялбар байдаг. Саяхан "Matter" сэтгүүлд нийтлэгдсэн нийтлэлд эдгээр хязгаарлалтыг даван туулж, хатуурсан модон материал хэрхэн бүтээх талаар судалжээ. удахгүй болох уу?
Модны фиброз бүтэц нь ойролцоогоор 50% целлюлозоос бүрддэг бөгөөд онолын хувьд сайн бат бөх шинж чанартай байгалийн полимер юм. Модны бүтцийн үлдсэн тал нь голчлон лигнин ба гемицеллюлоз юм. Целлюлоз нь модыг байгалийн бат бөх байдлын тулгуур болгож өгдөг урт, хатуу ширхгүүдийг үүсгэдэг бол гемицеллюлоз нь бага зэрэг уялдаатай бүтэцтэй тул модны хооронд ямар ч нягтрал үүсгэдэггүй. целлюлозын утаснууд болон амьд модонд ашигтай үүрэг гүйцэтгэдэг.Гэвч хүн төрөлхтөн модыг нягтруулж, целлюлозын утаснуудыг хооронд нь илүү нягт холбоход саад болж, лигнин нь саад болж байв.
Энэхүү судалгаагаар байгалийн модыг дөрвөн үе шаттайгаар хатууруулсан мод (HW) болгосон. Нэгдүгээрт, модыг натрийн гидроксид, натрийн сульфатад буцалгаж гемицеллюлоз болон лигнинийг арилгадаг. Энэхүү химийн боловсруулалтын дараа модыг өрөөний температурт хэдэн цагийн турш шахаж, нягтруулж нягтруулна. целлюлозын утас.Дараа нь модыг 105°С (221°F) температурт дахин хэдэн цагийн турш дарж нягтруулж, дараа нь хатаана.Эцэст нь модыг эрдэс тосонд 48 цагийн турш дүрж, эцсийн бүтээгдэхүүнийг ус нэвтэрдэггүй болгоно.
Бүтцийн материалын нэг механик шинж чанар нь доголын хатуулаг бөгөөд энэ нь хүчээр шахагдах үед хэв гажилтыг эсэргүүцэх чадварын хэмжүүр юм.Очир нь гангаас илүү хатуу, алтнаас илүү хатуу, модноос илүү хатуу, савлах хөөсөнцөрөөс илүү хатуу байдаг. Мохсын хатуулаг гэх мэт хатуулаг тодорхойлоход ашигладаг олон инженерийн туршилтуудын дунд Brinell test нь энгийн нэг ойлголт юм. металл бөмбөлөг холхивч нь тодорхой хүчээр туршилтын гадаргуу руу дарагдсан байна.Бөмбөлөг үүсгэсэн дугуй доголын диаметрийг хэмжинэ.Бринелл хатуулгийн утгыг математикийн томъёогоор тооцоолно; Товчоор хэлбэл, бөмбөг цохих нүх том байх тусам материал нь илүү зөөлөн болно. Энэ туршилтын хувьд HW нь байгалийн модноос 23 дахин хатуу байна.
Ихэнх цэвэршүүлээгүй байгалийн мод ус шингээх болно. Энэ нь модыг өргөжүүлж, улмаар бүтцийн шинж чанарыг нь сүйтгэдэг. Зохиогчид ХВ-ийн усны эсэргүүцлийг нэмэгдүүлэхийн тулд хоёр өдрийн эрдэс шингээгчийг ашигласан бөгөөд энэ нь илүү их усгүйжүүлдэг ("уснаас айдаг"). Гидрофобикийн туршилт нь гадаргуу дээр усны дусал байрлуулахыг хэлнэ. Гадаргуу нь илүү их гидрофобик байх тусам ус илүү их бөмбөрцөг хэлбэртэй болдог. нөгөө талаас, дуслыг тэгшхэн тарааж (дараа нь усыг илүү амархан шингээж авдаг).Тиймээс ашигт малтмалыг шингээх нь зөвхөн HW-ийн гидрофобик чанарыг ихээхэн нэмэгдүүлдэг төдийгүй модыг чийг шингээхээс сэргийлдэг.
Зарим инженерийн туршилтуудад HW хутга нь металл хутганаас арай илүү гүйцэтгэлтэй байсан. Зохиогчид нь HW хутга нь худалдаанд гарсан хутганаас гурав дахин хурц гэж мэдэгддэг. Гэсэн хэдий ч энэ сонирхолтой үр дүнд анхааруулга бий. Судлаачид ширээний хутга, эсвэл бидний нэрлэж болох цөцгийн хутга зэргийг харьцуулж байна. Эдгээр нь ялангуяа тэдний видео бичлэгийг огтлох зорилготой биш юм. стейк, гэхдээ хангалттай хүчтэй насанд хүрсэн хүн ижил стейкийг металл сэрээний уйтгартай талтай зүсэж болох бөгөөд стейк хутга нь илүү сайн ажиллах болно.
Хумсыг яах вэ? Ганц оврын хумсыг гурван банзны овоонд амархан цохиж болно, гэхдээ энэ нь төмөр хадаастай харьцуулахад тийм ч хялбар биш ч гэсэн. Модон хаалт нь банзнуудыг хооронд нь барьж, тэдгээрийг салгах хүчийг тэсвэрлэх чадвартай, төмрийн хадаастай ижил хатуулагтай байдаг. Гэсэн хэдий ч өмнө нь хийсэн туршилтанд хадаасны аль аль нь амжилтгүй болсон. ил гаргаагүй.
HW хадаас бусад талаараа илүү сайн байдаг уу?Модон хадаас нь хөнгөн, гэхдээ бүтцийн жин нь үндсэндээ түүнийг холбосон бэхэлгээний массаас хамаардаггүй.Модон хадаас зэв болохгүй.Гэхдээ энэ нь ус үл нэвтрэх, био задралд орохгүй.
Зохиогч нь модыг байгалийн модноос илүү бат бөх болгох үйл явцыг боловсруулсан гэдэгт эргэлзэхгүй байна. Гэсэн хэдий ч аливаа ажилд зориулсан техник хангамжийг ашиглах нь нэмэлт судалгаа шаарддаг. Энэ нь хуванцар шиг хямд, нөөц багатай байж чадах уу? Энэ нь илүү бат бөх, илүү сонирхол татахуйц, хязгааргүй дахин ашиглагдах металл объектуудтай өрсөлдөж чадах уу? Тэдний судалгаа сонирхолтой асуултуудыг төрүүлдэг. Үргэлжлүүлэн инженерийн ажил (мөн зах зээлд эцсийн эцэст) хариулах болно.
Шуудангийн цаг: 2022 оны 4-р сарын 13
