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 quanto 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. No entanto, eles também exigem mais recursos (o que significa mais caro) para produzem e refinam seus produtos. O plástico fornece algumas das funções do metal enquanto requer menos massa e é muito barato para produzir. Suas propriedades podem ser customizadas para quase qualquer uso. coisa boa, e ninguém quer viver em uma casa de plástico. Além disso, eles são muitas vezes 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 em estruturas de madeira. O problema é que a madeira natural é muito mole e facilmente danificada pela água para substituir o plástico e o metal na maioria das vezes. 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 vai usá-la 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 composta principalmente de lignina e hemicelulose. resistência, a hemicelulose tem uma estrutura pouco 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. Primeiro, a madeira é fervida em hidróxido de sódio e sulfato de sódio para remover parte da hemicelulose e lignina. Após esse tratamento químico, a madeira torna-se mais densa por prensagem em uma prensa por várias horas em temperatura ambiente. Isso reduz as lacunas naturais ou poros na madeira e aumenta 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 secar. Por fim, a madeira é imersa em óleo mineral por 48 horas para tornar o produto acabado à prova d'água.
Uma propriedade mecânica de um material estrutural é a dureza do recuo, que é uma medida de sua capacidade de resistir à deformação quando espremido 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 usados para determinar a dureza, como a dureza de 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 de dureza Brinell é calculado usando uma fórmula matemática;grosso modo, quanto maior o buraco que a bola atinge, mais macio é o material. Neste teste, o HW é 23 vezes mais duro que a madeira natural.
A maioria das madeiras naturais não tratadas absorvem água. Isso pode expandir a madeira e eventualmente destruir suas propriedades estruturais. O teste de hidrofobicidade envolve colocar uma gota de água em uma superfície. Quanto mais hidrofóbica a superfície, mais esféricas as gotículas de água se tornam. absorve a água mais facilmente). Portanto, a imersão mineral não apenas 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 do que uma faca disponível comercialmente. ou o que poderíamos chamar de facas de manteiga. Elas não devem ser 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 bife funcionaria muito melhor.
E os pregos? Aparentemente, um único prego HW pode ser facilmente martelado em uma pilha de três tábuas, embora não seja tão detalhado quanto relativamente fácil em comparação com os pregos de ferro. Os pinos de madeira podem então manter as tábuas juntas, resistindo à força que rasgaria eles separados, com aproximadamente a mesma resistência que os pinos de ferro. Em seus testes, no entanto, 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 em outros aspectos?Os pinos de madeira são mais leves, mas o peso da estrutura não é impulsionado principalmente pela massa dos pinos que a mantêm unida.Os pinos de madeira não enferrujam.No entanto, não serão impermeáveis à água ou 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. Pode ser tão barato e sem recursos quanto o plástico? , mais atraentes, objetos de metal infinitamente reutilizáveis? Sua pesquisa levanta questões interessantes. A engenharia em andamento (e, finalmente, o mercado) irá respondê-las.
Horário de postagem: 13 de abril de 2022
