A madeira natural e o metal têm sido materiais de construção essenciais para os seres humanos há milhares de anos. Os polímeros sintéticos que chamamos de plásticos são uma invenção recente que explodiu no século XX.
Tanto os metais como os plásticos têm propriedades adequadas para uso industrial e comercial. Os metais são fortes, rígidos e geralmente resistentes ao ar, à água, ao calor e ao estresse constante. produzem e refinam seus produtos. O plástico fornece algumas das funções do metal, ao mesmo tempo que requer menos massa e é muito barato de produzir. coisa boa, e ninguém quer morar em uma casa de plástico. Além disso, muitas vezes são refinados a partir de combustíveis fósseis.
Em algumas aplicações, a madeira natural pode competir com metais e plásticos. A maioria das casas familiares são construídas sobre estruturas de madeira. publicado na revista Matter explora a criação de um material de madeira endurecida que supera essas limitações. Esta pesquisa culminou na criação de facas e pregos de madeira. Quão boa é a faca de madeira e você a usará em breve?
A estrutura fibrosa da madeira consiste em aproximadamente 50% de celulose, um polímero natural com propriedades de resistência teoricamente boas. A metade restante da estrutura da madeira é principalmente lignina e hemicelulose. resistência, a hemicelulose tem pouca estrutura coerente e, portanto, não contribui em nada para a resistência da madeira. A lignina preenche os vazios entre as fibras de celulose e realiza tarefas úteis para a madeira viva. um obstáculo.
Neste estudo, a madeira natural foi transformada em madeira endurecida (HW) em quatro etapas. Primeiramente, a madeira é fervida em hidróxido de sódio e sulfato de sódio para remover parte da hemicelulose e da lignina. em uma prensa por várias horas em temperatura ambiente. Isso reduz as lacunas ou poros naturais da madeira e melhora a ligação química entre as fibras de celulose adjacentes. Em seguida, a madeira é pressurizada a 105° C (221° F) por mais alguns horas para completar a densificação e depois seca. Por fim, a madeira é imersa em óleo mineral por 48 horas para impermeabilizar o produto acabado.
Uma propriedade mecânica de um material estrutural é a dureza de indentação, que é uma medida de sua capacidade de resistir à deformação quando comprimido pela força. O diamante é mais duro que o aço, mais duro que o ouro, mais duro que a madeira e mais duro que a espuma de embalagem. testes utilizados para determinar a dureza, como a dureza Mohs usada em gemologia, o teste Brinell é um deles. Seu conceito é simples: um rolamento de esferas de metal duro é pressionado na superfície de teste com uma certa força. recuo criado pela bola. O valor da dureza Brinell é calculado usando uma fórmula matemática; grosso modo, quanto maior o buraco atingido pela bola, mais macio é o material. Neste teste, o HW é 23 vezes mais duro que a madeira natural.
A maior parte da madeira natural não tratada absorve água. Isso pode expandir a madeira e eventualmente destruir suas propriedades estruturais. Os autores usaram uma imersão mineral de dois dias para aumentar a resistência à água do HW, tornando-o mais hidrofóbico (“com medo de água”). O teste de hidrofobicidade envolve colocar uma gota de água sobre uma superfície. Quanto mais hidrofóbica for a superfície, mais esféricas se tornam as gotas de água. absorve água mais facilmente).Portanto, a imersão mineral não só aumenta significativamente a hidrofobicidade do HW, mas também evita que a madeira absorva umidade.
Em alguns testes de engenharia, as facas HW tiveram um desempenho ligeiramente melhor do que as facas de metal. Os autores afirmam que a faca HW é cerca de três vezes mais afiada que uma faca disponível no mercado. ou o que poderíamos chamar de facas de manteiga. Elas não foram feitas para serem particularmente afiadas. Os autores mostram um vídeo de sua faca cortando um bife, mas um adulto razoavelmente forte provavelmente poderia cortar o mesmo bife com o lado cego de um garfo de metal, e uma faca de carne funcionaria muito melhor.
E quanto aos pregos? Aparentemente, um único prego HW pode ser facilmente martelado em uma pilha de três tábuas, embora não seja tão detalhado quanto é relativamente fácil em comparação com pregos de ferro. separando-os, com aproximadamente a mesma resistência que os pinos de ferro. Em seus testes, entretanto, as tábuas em ambos os casos falharam antes que qualquer um dos pregos falhasse, de modo que os pregos mais fortes não foram expostos.
Os pregos HW são melhores de outras maneiras? As estacas de madeira são mais leves, mas o peso da estrutura não é impulsionado principalmente pela massa das estacas que a mantêm unida. biodecompor.
Não há dúvida de que o autor desenvolveu um processo para tornar a madeira mais resistente do que a madeira natural. No entanto, a utilidade do hardware para qualquer trabalho específico requer um estudo mais aprofundado. , objetos de metal mais atraentes e infinitamente reutilizáveis?Suas pesquisas levantam questões interessantes.A engenharia contínua (e, em última análise, o mercado) irá respondê-las.
Horário da postagem: 13 de abril de 2022
