Kai jeung logam alam geus bahan wangunan penting pikeun manusa réwuan years.The polimér sintétik urang sebut plastik mangrupakeun penemuan panganyarna nu exploded dina abad ka-20.
Boh logam sareng plastik gaduh sipat anu cocog pikeun panggunaan industri sareng komersil.Logam kuat, kaku, sareng umumna tahan ka hawa, cai, panas, sareng setrés konstan. Nanging, aranjeunna ogé peryogi langkung seueur sumber daya (anu hartosna langkung mahal) ngahasilkeun sarta nyaring products.Plastic maranéhanana nyadiakeun sababaraha fungsi logam bari merlukeun massa kirang na pisan mirah pikeun produce.Their sipat bisa ngaropéa pikeun ampir sagala use.However, plastik komérsial mirah nyieun bahan struktural dahsyat: panerapan plastik henteu a hal alus, sarta taya sahijieun hayang cicing di imah plastik. Sajaba ti éta, aranjeunna mindeng disampurnakeun tina suluh fosil.
Dina sababaraha aplikasi, kai alam bisa bersaing jeung logam jeung plastik. Kalolobaan imah kulawarga anu diwangun dina framing kai. Masalahna nyaeta kai alam lemes teuing jeung teuing gampang ruksak ku cai pikeun ngaganti palastik jeung logam lolobana time.A kertas panganyarna. diterbitkeun dina jurnal Matéri explores kreasi bahan kai hardened nu overcome watesan ieu.Ieu panalungtikan culminated dina kreasi knives kai jeung paku.Kumaha alus nyaeta péso kai jeung anjeun bakal make eta iraha wae geura-giru?
Struktur serat kai diwangun ku kurang leuwih 50% selulosa, polimér alam mibanda sipat kakuatan téoritis alus. Sésana satengah tina struktur kai utamana lignin jeung hémiselulosa.Sedengkeun selulosa ngabentuk panjang, serat tangguh nu nyadiakeun kai jeung tulang tonggong alam na. kakuatan, hémiselulosa boga struktur koheren saeutik sahingga nyumbang nanaon kana kakuatan kai urang.Lignin ngeusi rongga antara serat selulosa sarta ngalakukeun tugas mangpaat pikeun kai hirup.Tapi pikeun tujuan manusa 'compacting kai sarta ngabeungkeut serat selulosa na leuwih pageuh babarengan, lignin jadi hiji halangan.
Dina ulikan ieu, kai alam dijieun kana kayu hardened (HW) dina opat hambalan. Kahiji, kai digodog dina natrium hidroksida jeung natrium sulfat pikeun ngaleungitkeun sababaraha hémiselulosa jeung lignin. Sanggeus perlakuan kimiawi ieu, kai jadi denser ku mencét. eta dina pencét pikeun sababaraha jam dina temperature.This kamar ngurangan sela alam atawa pori dina kai sarta ngaronjatkeun beungkeutan kimiawi antara serat selulosa padeukeut.Salajengna, kai ieu pressurized dina 105 ° C (221 ° F) pikeun sababaraha deui jam pikeun ngalengkepan densification, lajeng dryed.Finally, kai ieu immersed dina minyak mineral pikeun 48 jam sangkan produk rengse waterproof.
Hiji sipat mékanis tina bahan struktural nyaéta karasa indentation, nu mangrupakeun ukuran kamampuhna pikeun nolak deformasi nalika squeezed ku force.Diamond téh harder ti baja, harder ti emas, harder ti kai, sarta harder ti packing busa. Di antara loba rékayasa. tés dipaké pikeun nangtukeun karasa, kayaning karasa Mohs dipaké dina gemology, tes Brinell mangrupa salah sahiji them.Its konsep basajan: a bearing bola logam teuas dipencet kana beungeut test kalawan gaya nu tangtu. Ngukur diaméter sirkular. indentation dijieun ku bal.Nilai karasa Brinell diitung ngagunakeun rumus matematik; kasarna diomongkeun, nu badag liang bola hits, nu lemes material.Dina test ieu, HW nyaeta 23 kali harder ti kai alam.
Kalolobaan kai alam untreated bakal nyerep cai. Ieu bisa ngalegaan kai sarta ahirna ngancurkeun sipat struktural na. Nu nulis ngagunakeun mineral soak dua poé pikeun ngaronjatkeun daya tahan cai tina HW, sahingga leuwih hidrofobik ("sieun cai"). Tés hidrofobik ngalibatkeun nempatkeun tetes cai dina permukaan. Beuki hidrofobik permukaan, beuki buleud titik-titik cai jadi.A hidrofilik ("cai-asih") permukaan, di sisi séjén, nyebarkeun ogé ogé titik-titik datar (jeung saterusna. nyerep cai leuwih gampang).Ku alatan éta, soaking mineral teu ukur nyata ngaronjatkeun hydrophobicity tina HW, tapi ogé nyegah kai tina nyerep Uap.
Dina sababaraha tés rékayasa, HW knives dipigawé rada hadé ti knives logam.Panulis ngaku yén péso HW téh ngeunaan tilu kali seukeut salaku knife.However sadia komersil, aya caveat mun result.Researchers metot ieu ngabandingkeun péso méja, atawa naon bisa urang sebut mentega knives.These teu dimaksudkeun pikeun jadi utamana sharp.The pangarang némbongkeun hiji video péso maranéhanana motong steak a, tapi sawawa cukup kuat meureun bisa motong steak sarua jeung sisi kusam tina garpu logam, jeung péso steak bakal dianggo leuwih hadé.
Kumaha upami paku?Paku HW tunggal tétéla bisa gampang hammered kana tumpukan tilu planks, sanajan teu jéntré sakumaha relatif gampang dibandingkeun jeung paku beusi. aranjeunna misah, kalawan ngeunaan kateguhan sarua salaku pasak beusi. Dina tés maranéhna, kumaha oge, papan dina duanana kasus gagal saméméh boh paku gagal, jadi paku kuat teu kakeunaan.
Naha paku HW langkung saé dina cara anu sanés?Pasak kayu langkung hampang, tapi beurat strukturna henteu didorong ku beurat pasak anu nahan éta babarengan.Pasak kayu moal karat.Tapi, éta moal tahan cai atanapi biodecompose.
Teu aya ragu yén pangarang geus ngembangkeun hiji prosés nyieun kai leuwih kuat batan kai alam. Tapi, utilitas hardware pikeun sagala pakasaban husus merlukeun studi salajengna. Naha éta bisa jadi murah jeung sumberdaya-kurang sakumaha plastik? Naha éta bisa bersaing jeung kuat. , leuwih pikaresepeun, objék logam infinitely reusable?Panalungtikan maranéhanana raises patarosan metot.Téknik lumangsung (sarta pamustunganana pasar) bakal ngajawab aranjeunna.
waktos pos: Apr-13-2022
