硬化的木刀是桌刀的三倍

天然木材和金属是数千年的人类基本建筑材料。我们称为塑料的合成聚合物是最近的发明,在20世纪爆炸。

天然木材和金属是数千年的人类基本建筑材料。我们称为塑料的合成聚合物是最近的发明,在20世纪爆炸。

金属和塑料都具有适合工业和商业用途的特性。金属坚固,坚硬,通常可以抵抗空气,水,热和持续压力。但是,它们也更加集中资源(意味着更昂贵),以生产和完善产品。塑料提供了金属的某些能力,同时需要更少的质量,并且生产非常便宜。它们的属性几乎可以用于任何用途。但是,廉价的商业塑料制成了糟糕的结构材料:塑料器皿不好,也没有人愿意住在塑料房中。此外,它们通常是从化石燃料中改进的。

天然木材可以在某些应用中与金属和塑料竞争。大多数家庭房屋都建在木框上。问题在于,天然木材太柔软,太容易被水妥协,无法在很多时候代替塑料和金属。最近在《期刊》上发表的一篇论文探讨了创造一种克服这些局限性的硬化木材材料。该研究最终以制造木制刀和指甲为顶点。一把木刀有多好,您会很快使用一把刀吗?

木材上的底漆

木材的纤维结构由大约50%的纤维素组成,纤维素是一种天然聚合物,理论上具有良好的强度特性。其余的一半木结构主要是木质素和半纤维素。尽管纤维素形成长而坚硬的纤维,使木材具有其自然强度的骨干,但半纤维素的结构很少,因此没有促进木材的强度。木质素填补了纤维素纤维之间的间隙,并执行了生物木材的有用任务。但是,出于人类的目的,将木材压实并更紧密地粘合其纤维素纤维,木质素妨碍了。如何使木材更难23倍

在这项研究中,天然木材分为四个步骤制成硬化木材(HW)。首先,将木材煮在氢氧化钠和硫酸钠中,以剥离一部分半纤维素和木质素。在这种化学处理后,通过在室温下在室温下挤压几个小时,使木材变得更密集。这减少了木材中的天然间隙或孔,并增强了相邻的纤维素纤维之间的化学键合。接下来,将木材在105°C(221°F)下再压几个小时,以完成致密,然后干燥。最后,将木材浸入矿物油中48小时,从而赋予制品耐水性。

结构材料的一种机械性能是凹痕硬度,这是其通过力按压时抵抗变形的能力的量度。钻石比钢质硬,它比黄金硬,它比木头硬,这比包装泡沫要难。在确定硬度的许多工程测试中,例如Gemology的MOHS量表,是Brinell测试。它的概念很简单:用一定量的力将硬金属滚珠轴承压入测试表面。测量球产生的圆形压痕的直径。 Brinell硬度数是通过数学公式计算的。粗略地说,球制成的孔越大,材料越柔软。在此测试中,HW的尺寸是天然木材的23倍。大多数未经处理的天然木材将吸收水。这扩大了木材并最终破坏其结构特性。作者使用为期两天的矿物浸泡来改善HW的防水性,使其更加疏水(“恐惧”)。疏水性的测试是将一滴水放在表面上。表面越疏水越多,水滴就会越大。另一方面,亲水性(“热爱水”)表面会平坦地将滴水散布(随后更容易吸收水)。因此,矿物质浸泡不仅大大增加了HW的疏水性,还可以防止木材吸收水。

固化的木刀有多锋利?

可以使用坚硬的木材?作者创建了两个HW对象:刀和指甲。

在某些工程测试中,HW刀的性能比金属刀好一些。作者声称,HW刀比市售刀大约三倍。但是,这个有趣的结果有一个警告。研究人员正在比较桌刀,或者我们可能称之为黄油刀。这些并不意味着特别锋利。作者展示了他们切牛排的视频,但是一个相当坚强的成年人可能会用金属叉的暗淡一侧切割相同的牛排,而牛排刀的工作方式会更好。 HW指甲显然可以将其锤击成三个板的堆栈而没有太多麻烦,尽管与铁指甲相比,相对容易的轻松措施并未仔细描述。然后,木制的指甲可以将木板固定在一起,以与铁指甲相同的坚韧将它们撕裂。但是,在他们的测试中,董事会在两种情况下都失败了,在任何指甲失败之前,都没有透露较强的指甲。

HW指甲在其他方面是否更好?木制的指甲更轻,但结构的重量不是主要由将其固定在一起的指甲质量驱动的。木制的指甲将无法生锈。但是,吸收水或生物腐烂并不是不可渗的。

木刀是在您附近的商店里来的吗?

原创文章,作者:互联世界,如若转载,请注明出处:http://www.dsonekey.com/3032.html

发表评论

您的电子邮箱地址不会被公开。 必填项已用*标注

联系我们

400-800-8888

在线咨询:点击这里给我发消息

邮件:admin@example.com

工作时间:周一至周五,9:30-18:30,节假日休息