La madera natural y el metal han sido materiales de construcción esenciales para los humanos durante miles de años. Los polímeros sintéticos que llamamos plásticos son un invento reciente que explotó en el siglo XX.
Tanto los metales como los plásticos tienen propiedades que son muy adecuadas para el uso industrial y comercial. Los metales son fuertes, rígidos y generalmente resistentes al aire, el agua, el calor y el estrés constante. Sin embargo, también requieren más recursos (lo que significa más caro) para producir y refinar sus productos. Materiales estructurales: los electrodomésticos de plástico no son algo bueno, y nadie quiere vivir en una casa de plástico. Además, a menudo se refinan de combustibles fósiles.
En algunas aplicaciones, la madera natural puede competir con metales y plásticos. La mayoría de las casas familiares se basan en el encuadre de madera. El problema es que la madera natural es demasiado suave y es demasiado fácil de dañar por el agua para reemplazar el plástico y el metal la mayor parte del tiempo. Un reciente documento publicado en la revista Matter explora la creación de un material de madera endurecido que sobrevuelve estas limitaciones. ¿pronto?
La estructura fibrosa de la madera consta de aproximadamente 50% de celulosa, un polímero natural con propiedades de resistencia teóricamente buenas. La mitad restante de la estructura de madera es principalmente lignina y hemicelulosa. Mientras que la celulosa forma largas y duras fibras que proporcionan madera con la fuerza natural de su fuerza natural, la hemicelulosa tiene poca estructura coherente y, por lo tanto, no se controla a la madera con la fuerza de la madera. fibras y realiza tareas útiles para la madera viva. Pero para el propósito de los humanos de compactar madera y unir sus fibras de celulosa más bien, la lignina se convirtió en un obstáculo.
En este estudio, la madera natural se convirtió en madera endurecida (HW) en cuatro pasos. Primero, la madera está hirvida en hidróxido de sodio y sulfato de sodio para eliminar parte de la hemicelulosa y la lignina. Después de este tratamiento químico, la madera se vuelve más densa al presionarlo en una prensa durante varias horas a temperatura ambiente de la temperatura ambiente. fibras. Next, la madera se presuriza a 105 ° C (221 ° F) durante unas pocas horas más para completar la densificación, y luego se seca.
Una propiedad mecánica de un material estructural es la dureza de la sangría, que es una medida de su capacidad para resistir la deformación cuando se aprieta por la fuerza. Diamond es más difícil que el acero, más duro que el oro, más duro que la madera, y más difícil que la espuma de la espuma. superficie con cierta fuerza. Mire el diámetro de la sangría circular creada por la pelota. El valor de dureza de Brinell se calcula utilizando una fórmula matemática; En términos generales, cuanto más grande es el agujero, más suave es el material. En esta prueba, HW es 23 veces más difícil que la madera natural.
La mayoría de las madera natural no tratada absorberán agua. Esto puede expandir la madera y eventualmente destruir sus propiedades estructurales. Los autores utilizaron un remojo mineral de dos días para aumentar la resistencia del agua de la HW, lo que lo hace más hidrófobo ("temeroso de agua"). La prueba de hidrofobicidad implica colocar una caída de agua en una superficie. La superficie más hidrofóbica, la superficie más gérica se convierte en el agua, se convierte (se convierten en el agua, se convierte en el agua ("(". Por otro lado, se extiende las gotas planas (y posteriormente absorbe agua más fácilmente). Por lo tanto, el remojo mineral no solo aumenta significativamente la hidrofobicidad del HW, sino que también evita que la madera absorba la humedad.
En algunas pruebas de ingeniería, los cuchillos HW tuvieron un rendimiento ligeramente mejor que los cuchillos de metal. Los autores afirman que el cuchillo HW es aproximadamente tres veces más agudo que un cuchillo disponible comercialmente. Sin embargo, hay una advertencia de este interesante resultado. de un tenedor de metal, y un cuchillo de carne funcionaría mucho mejor.
¿Qué pasa con las uñas? Una sola uña HW aparentemente se puede martillar fácilmente en una pila de tres tablas, aunque no tan detallada como la facilidad relativa en comparación con las uñas de hierro. Las clavijas de madera pueden mantener las tablas juntas, resistiendo la fuerza que las separaría, con la misma dureza que las clavijas de hierro.
¿Las uñas HW son mejores de otras maneras? Las clavijas de madera son más ligeras, pero el peso de la estructura no es impulsado principalmente por la masa de las clavijas que la mantienen juntas. Las clavijas de madera no se oxidarán. Sin embargo, no será impermeable al agua o la biodecomposa.
No hay duda de que el autor ha desarrollado un proceso para hacer que la madera sea más fuerte que la madera natural. Sin embargo, la utilidad del hardware para cualquier trabajo en particular requiere más estudio. ¿Puede ser tan barato y sin recursos como plástico?
Tiempo de publicación: abril-13-2022
