Tebigy agaç we metal müňlerçe ýylyň dowamynda adamlar üçin möhüm gurluşyk materiallary bolup geldi. Plastik diýip atlandyrýan sintetiki polimerlerimiz XX asyrda uly üstünlik gazanan ýakynda döredilen oýlap tapyşdyr.
Metallaryň hem, plastmassalaryň hem senagat we täjirçilik maksatly ulanmak üçin amatly häsiýetleri bar. Metallar berk, berk we, umuman, howa, suw, ýylylyk we yzygiderli streslere çydamlydyr. Şeýle-de bolsa, olar önümlerini öndürmek we arassalamak üçin has köp serişde talap edýär (bu has gymmat diýmek). Plastik az massa talap edýän mahaly metalyň käbir funksiýalaryny üpjün edýär we öndürmek örän arzan. Olaryň häsiýetlerini diýen ýaly islendik ulanyş üçin özleşdirip bolýar. Şeýle-de bolsa, arzan täjirçilik plastikleri ýaramaz gurluşyk materiallaryny döredýär: plastik enjamlar gowy zat däl we hiç kim plastik jaýda ýaşamak islemeýär. Mundan başga-da, olar köplenç gazylyp alynýan ýangyçlardan arassalanýar.
Käbir ulanylyşlarda tebigy agaç metallar we plastmassalar bilen bäsleşip biler. Maşgala öýleriniň köpüsi agaç çarçuwada gurulýar. Mesele, tebigy agaç köp wagt plastik we metalyň ornuny tutmak üçin gaty ýumşak we suw bilen aňsat zaýalanýan bolmagynda. "Matter" žurnalynda çap edilen ýakynda çap edilen makalada bu çäklendirmeleri ýeňip geçýän berk agaç materialynyň döredilmegi öwrenilýär. Bu gözleg agaç pyçaklaryň we çivileriň döredilmegi bilen jemlendi. Agaç pyçak nähili gowy we siz ony ýakyn wagtda ulanarmysyňyz?
Agaçyň süýümli gurluşy takmynan 50% sellýulozadan ybarat bolup, ol teoriýa taýdan gowy berklik häsiýetlerine eýe bolan tebigy polimerdir. Agaç gurluşynyň galan ýarysy esasan lignin we gemisellýulozadan ybarat. Sellýuloza agaç üçin tebigy berkliginiň esasyny üpjün edýän uzyn, berk süýümleri emele getirse-de, gemisellýuloza az sazlaşykly gurluşa eýe we şonuň üçin agajyň berkligine hiç zat goşmaýar. Lignin sellýuloza süýümleriniň arasyndaky boşluklary doldurýar we diri agaç üçin peýdaly işleri ýerine ýetirýär. Emma adamlaryň agajy gysyşdyrmak we onuň sellýuloza süýümlerini has berk birikdirmek maksady üçin lignin päsgelçilik döretdi.
Bu gözlegde tebigy agaç dört ädimde berkidilen agaç (GW) hökmünde ýasaldy. Ilki bilen, agaç gemisellýuloza we ligniniň käbir bölegini aýyrmak üçin natriý gidroksidinde we natriý sulfatynda gaýnadylýar. Bu himiki işlemeden soň, agaç otagyň temperaturasynda birnäçe sagatlap presde basmak arkaly has dykyz bolýar. Bu agaçdaky tebigy boşluklary ýa-da gözenekleri azaldýar we goňşy sellýuloza süýümleriniň arasyndaky himiki baglanyşygy güýçlendirýär. Soňra, dykyzlaşdyrmagy tamamlamak üçin agaç ýene birnäçe sagatlap 105° C (221° F) temperaturada basylýar we soňra guradylýar. Ahyrsoňy, taýýar önümi suw geçirmeýän etmek üçin agaç 48 sagatlap mineral ýagda çümdürilýär.
Gurluşyk materialynyň mehaniki häsiýetleriniň biri güýç bilen gysylanda deformasiýa garşy durmak ukybynyň ölçegi bolan çökündi berkligidir. Almaz polatdan, altyndan, agaçdan we gaplama köpüginden berkdir. Gatylygy kesgitlemek üçin ulanylýan köp sanly inženerçilik synaglarynyň arasynda, meselem, gemologiýada ulanylýan Mohs berkligi ýaly, Brinell synagy şolaryň biridir. Onuň konsepsiýasy ýönekeý: berk metal şar podşipnigi synag ýüzüne belli bir güýç bilen basylýar. Şar tarapyndan döredilen tegelek çökündiniň diametrini ölçäň. Brinell berklik gymmaty matematiki formula arkaly hasaplanýar; takmynan aýdylanda, şaryň deşigi näçe uly bolsa, material şonça-da ýumşak bolýar. Bu synagda HW tebigy agaçdan 23 esse berkdir.
Işlenilmedik tebigy agaçlaryň köpüsi suwy özüne siňdirýär. Bu agajy giňeldip, ahyrsoňy onuň gurluş häsiýetlerini ýok edip biler. Awtorlar HW-nyň suwa garşylygyny ýokarlandyrmak üçin iki günlük mineral çümdürmegi ulandylar, bu bolsa ony has gidrofob ("suwdan gorkmak") etdi. Gidrofoblyk synagy ýüze bir damja suw goýmagy öz içine alýar. Ýüz näçe gidrofob bolsa, suw damjalary şonça-da togalak bolýar. Beýleki tarapdan, gidrofil ("suwy söýýän") ýüz damjalary tekiz ýaýradýar (we soňra suwy has aňsat özüne siňdirýär). Şonuň üçin mineral çümdürmek diňe bir HW-nyň gidrofoblygyny ep-esli ýokarlandyrman, eýsem agajyň çyglylygy özüne siňdirmeginiň öňüni alýar.
Käbir inženerçilik synaglarynda ýokary hilli pyçaklar metal pyçaklardan birneme gowy netije görkezdi. Awtorlar ýokary hilli pyçagyň satuwda satylýan pyçakdan üç esse ýitidigini öňe sürýärler. Şeýle-de bolsa, bu gyzykly netijäniň bir sebäbi bar. Barlagçylar stol pyçaklaryny ýa-da ýag pyçaklary diýip atlandyryp biljek zadymyzy deňeşdirýärler. Bularyň aýratyn ýiti bolmagy üçin niýetlenilmedik. Awtorlar pyçaklarynyň bifşteks kesişiniň wideosyny görkezýärler, ýöne ýeterlik derejede güýçli ulular şol bir bifşteksi metal wilkanyň ýumşak tarapy bilen kesip bilerler we bifşteks pyçagy has gowy işlärdi.
Çybyklar barada näme aýdyp bilersiňiz? Bir güýçli çybygy üç tagtanyň üstüne aňsatlyk bilen kakyp bolýar, ýöne demir çybyklar bilen deňeşdirilende has aňsat bolansoň, şeýle jikme-jik däl. Soňra agaç çybyklar tagtalary bilelikde saklap, olary bölüp aýyrjak güýje garşy durup bilýär, demir çybyklar bilen deň derejede berklik bilen. Emma, synaglarda iki ýagdaýda hem tagtalar iki çybyk hem döwülmezden öň döwüldi, şonuň üçin has berk çybyklar açyk galmady.
HW çüýleri başga usullar bilen has gowymy? Agaçdan ýasalan çiviler ýeňil, ýöne gurluşyň agramy, esasan, ony birleşdirýän çivileriň agramy bilen baglanyşykly däl. Agaçdan ýasalan çiviler poslamaz. Şeýle-de bolsa, ol suwa ýa-da biodekompozitsiýa geçirmez.
Awtoryň agajy tebigy agaçdan has berk etmek üçin usul işläp düzendigi şübhesizdir. Şeýle-de bolsa, islendik iş üçin enjamlaryň peýdalylygy has giňişleýin öwrenmegi talap edýär. Ol plastik ýaly arzan we serişdesiz bolup bilermi? Ol has berk, has özüne çekiji, çäksiz gaýtadan ulanyp bolýan metal zatlar bilen bäsleşip bilermi? Olaryň gözlegleri gyzykly soraglary döredýär. Dowam edýän inženerçilik (we ahyrsoňy bazar) olara jogap berer.
Ýerleşdirilen wagty: 2022-nji ýylyň 13-nji apreli
