Natuurlijk hout en metaal zijn al duizenden jaren essentiële bouwmaterialen voor mensen. De synthetische polymeren die we plastic noemen, zijn een recente uitvinding die in de 20e eeuw explodeerde.
Zowel metalen als kunststoffen hebben eigenschappen die goed geschikt zijn voor industrieel en commercieel gebruik. Metalen zijn sterk, stijf en over het algemeen veerkrachtig tegen lucht, water, warmte en constante stress. Ze vereisen echter ook meer middelen (wat meer duur is) om hun product te produceren en te verfijnen. Structurele materialen: plastic apparaten zijn geen goede zaak, en niemand wil in een plastic huis wonen. Vorig worden ze vaak verfijnd door fossiele brandstoffen.
In sommige toepassingen kan natuurlijk hout concurreren met metalen en plastic. De meeste familiewoningen zijn gebouwd op houtkader. Het probleem is dat natuurlijk hout te zacht is en te gemakkelijk wordt beschadigd door water om plastic en metaal meestal te vervangen. spoedig?
De vezelige structuur van hout bestaat uit ongeveer 50% cellulose, een natuurlijk polymeer met theoretisch goede sterkte -eigenschappen. De resterende helft van de houten structuur is hoofdzakelijk lignine en hemicellulose. Cellulose vormt lang, stoere vezels die houtskracht hebben tussen cellulose. Vezels en voert nuttige taken uit voor levend hout, maar voor het doel van mensen om hout te verdoezelen en zijn cellulosevezels strakker aan elkaar te binden, werd lignine een hinder.
In deze studie werd natuurlijk hout in vier stappen tot gehard hout (HW) gemaakt. Allereerst wordt het hout gekookt in natriumhydroxide en natriumsulfaat om een deel van de hemicellulose en lignine te verwijderen. Na deze chemische behandeling wordt het hout dichter bij het aangrenzen van de chemische binding de chemische binding en verbetert de chemische binding de chemische binding en verbetert de chemische binding de chemische binding en verbetert de chemische bind Vezels. Next, het hout wordt nog een paar uren onder druk gezet bij 105 ° C (221 ° F) om de verdichting te voltooien en vervolgens gedroogd. Finally wordt het hout 48 uur ondergedompeld in minerale olie om het eindproduct waterdicht te maken.
Eén mechanische eigenschap van een structureel materiaal is inspringinghardheid, wat een maat is voor het vermogen om vervorming te weerstaan wanneer het door geweld wordt geperst. Diamond is moeilijker dan staal, harder dan goud, harder dan hout, en harder dan het verpakken van schuim. oppervlak met een bepaalde kracht. Maak de diameter van de cirkelvormige inspringing gecreëerd door de bal. De Brinell -hardheidswaarde wordt berekend met behulp van een wiskundige formule; Ruwweg, hoe groter het gat dat de bal raakt, hoe zachter het materiaal. In deze test is HW 23 keer harder dan natuurlijk hout.
Het meeste onbehandelde natuurlijke hout zal water absorberen. Dit kan het hout uitbreiden en uiteindelijk zijn structurele eigenschappen vernietigen. De auteurs gebruikten een tweedaagse minerale weken om de waterweerstand van de HW te vergroten, waardoor het meer hydrofoob is ("Bang voor water"). De hydrofobiliciteit wordt een druppel water op een oppervlak. Het oppervlak daarentegen verspreidt de druppels plat (en absorbeert vervolgens water gemakkelijker). Daarom verhoogt mineraal niet alleen de hydrofobiciteit van de HW aanzienlijk, maar voorkomt ook dat het hout vocht absorbeert.
In sommige technische tests presteerden HW Knives iets beter dan metalen messen. De auteurs beweren dat het HW -mes ongeveer drie keer zo scherp is als een commercieel verkrijgbaar mes. Er is echter een waarschuwing voor dit interessante resultaat. van een metalen vork en een biefstukmes zou veel beter werken.
Hoe zit het met de nagels? Een enkele HW -nagel kan blijkbaar gemakkelijk worden gehamerd in een stapel van drie planken, hoewel niet zo gedetailleerd als het relatief gemak is in vergelijking met ijzeren nagels. Woodspinnen kunnen dan de planken bij elkaar houden, tegen de kracht die hen uit elkaar zou scheuren, met ongeveer dezelfde taaiheid als ijzeren pegs.
Zijn HW -nagels op andere manieren beter? Houten pinnen zijn lichter, maar het gewicht van de structuur wordt niet primair aangedreven door de massa van de haringen die het bij elkaar houden. Woodspinnen zullen niet roesten. Het zal echter niet ongevoelig zijn voor water of biodecompose.
Het lijdt geen twijfel dat de auteur een proces heeft ontwikkeld om hout sterker te maken dan natuurlijk hout. Het nut van hardware voor een bepaalde baan vereist echter verder onderzoek. Kan het zo goedkoop en resourceloos zijn als plastic? Kan hij concurreren met sterkere, aantrekkelijker, aantrekkelijker, oneindig herbruikbare metaalobjecten? Hun onderzoek rekent interessante vragen. Algstige vragen. Algstige vragen. Engerechte engineering (en ulty de markt) zal ze antwoorden.
Posttijd: APR-13-2022
