Сверхтвердое дерево создается новым методом.
Добавлено: 21 окт 2021, 12:59
Здравствуйте. Новость конечно не совсем по профилю , но интересно. Мне показалось, по крайней мере. Всё , возвращаемся к дереву и камню 
.
Нож из закаленной древесины может легко разрезать стейк, как столовый нож из нержавеющей стали.
Древесину можно сильно закалить, в 23 раза, даже с помощью простого процесса. Исследователи используют его для изготовления чрезвычайно острых ножей и крепких гвоздей. Это более экологично и дешевле, чем использование стали или керамики.
Биоразлагаемый, энергоэффективный в производстве и при этом чрезвычайно прочный: исследователи из США разработали метод производства особо прочных деревянных инструментов. В специализированном журнале Matter они демонстрируют свой потенциал, используя гвозди и нож, который, как говорят, в три раза острее обычных столовых ножей из нержавеющей стали.
Самые острые ножи, доступные в настоящее время, сделаны из стали или керамики, пишет команда Тэн Ли из Университета Мэриленда в Колледж-Парке. Однако они производятся с использованием огромного количества энергии, что не является устойчивым и дорогостоящим. Таким образом, многоразовые ножи и другие инструменты, изготовленные из специально закаленной древесины, более экологичны и экономичны.
Дерево в 23 раза тверже
На примере древесины липы исследователи материалов демонстрируют, что разработанный ими относительно простой процесс делает древесину в 23 раза более твердой. Обычно во время производства древесина обрабатывается паром и давлением, но для многих целей этого недостаточно. Они оправдывают это тем, что целлюлоза, основной компонент древесины, обладает прекрасными механическими свойствами, но составляет чуть менее половины веса. Поэтому важно удалить другие компоненты, такие как гемицеллюлоза и лигнин, не разрушая каркас целлюлозы.
«В настоящее время мы используем древесину с трудом в полной мере», - цитируется Ли в заявлении журнала. Он объясняет основной принцип: «Процесс состоит из двух этапов. На первом этапе мы удаляем часть лигнина. Затем на самом деле очень жесткая древесина становится мягкой, гибкой и несколько губчатой. На втором этапе мы прикладываем давление и тепло. к обработанной древесине, чтобы уплотнить ее и удалить воду ».
Затем дереву придают желаемую форму и обрабатывают минеральным маслом, чтобы сделать его водоотталкивающим. Например, ножи долго сохраняли бы свою остроту даже после регулярной стирки. Исследования под микроскопом показывают, что этот метод в значительной степени приводит к исчезновению каналов и пор в затвердевшей древесине. Кроме того, исследователи измерили твердость дерева и остроту ножей.
В видеороликах они разрезают стейк деревянным ножом и забивают деревянный гвоздь через три слоя липовой древесины. В дополнение к экологическим преимуществам, пишут они, деревянные гвозди устойчивы к ржавчине в отличие от обычных изделий.
Возможны другие применения
«На кухне у нас есть много деревянных инструментов, которые мы используем уже долгое время, таких как разделочные доски, палочки для еды и скалки», - говорит Ли. «Эти ножи тоже можно часто использовать, если их затачивать и за ними регулярно ухаживать. " С помощью своего процесса исследователи материалов хотят обеспечить дальнейшее применение закаленной древесины, например, для особо прочных полов.
В деталях, процесс отверждения работает следующим образом: после того, как древесина была доведена до желаемого размера блока, химическая обработка должна сначала удалить большую часть гемицеллюлозы и лигнина. Для этого блоки помещают в водный раствор с небольшим количеством гидроксида натрия (NaOH; 5 процентов по весу) и сульфита натрия (Na2SO3; 2,5 процента) до тех пор, пока поры не пропитаются и древесина не опустится на пол.
Затем раствор доводят до кипения при 100 градусах Цельсия - от двух до шести часов, в зависимости от желаемого застывания. Затем древесину ополаскивают деминерализованной водой для удаления химикатов и оставшегося лигнина. Затем блоки прессуют при комнатной температуре в течение нескольких часов, чтобы удалить большую часть воды, и, наконец, они нагреваются до 105 градусов до полного высыхания. Затем затвердевшую древесину погружают в минеральное масло - при необходимости безопасное для пищевых продуктов - на 48 часов для придания ей водоотталкивающих свойств.
.
- 96851C5A-7F01-45F4-8970-4978B7C4984A.jpeg (60.4 КБ) 2791 просмотр
Древесину можно сильно закалить, в 23 раза, даже с помощью простого процесса. Исследователи используют его для изготовления чрезвычайно острых ножей и крепких гвоздей. Это более экологично и дешевле, чем использование стали или керамики.
Биоразлагаемый, энергоэффективный в производстве и при этом чрезвычайно прочный: исследователи из США разработали метод производства особо прочных деревянных инструментов. В специализированном журнале Matter они демонстрируют свой потенциал, используя гвозди и нож, который, как говорят, в три раза острее обычных столовых ножей из нержавеющей стали.
Самые острые ножи, доступные в настоящее время, сделаны из стали или керамики, пишет команда Тэн Ли из Университета Мэриленда в Колледж-Парке. Однако они производятся с использованием огромного количества энергии, что не является устойчивым и дорогостоящим. Таким образом, многоразовые ножи и другие инструменты, изготовленные из специально закаленной древесины, более экологичны и экономичны.
Дерево в 23 раза тверже
На примере древесины липы исследователи материалов демонстрируют, что разработанный ими относительно простой процесс делает древесину в 23 раза более твердой. Обычно во время производства древесина обрабатывается паром и давлением, но для многих целей этого недостаточно. Они оправдывают это тем, что целлюлоза, основной компонент древесины, обладает прекрасными механическими свойствами, но составляет чуть менее половины веса. Поэтому важно удалить другие компоненты, такие как гемицеллюлоза и лигнин, не разрушая каркас целлюлозы.
«В настоящее время мы используем древесину с трудом в полной мере», - цитируется Ли в заявлении журнала. Он объясняет основной принцип: «Процесс состоит из двух этапов. На первом этапе мы удаляем часть лигнина. Затем на самом деле очень жесткая древесина становится мягкой, гибкой и несколько губчатой. На втором этапе мы прикладываем давление и тепло. к обработанной древесине, чтобы уплотнить ее и удалить воду ».
Затем дереву придают желаемую форму и обрабатывают минеральным маслом, чтобы сделать его водоотталкивающим. Например, ножи долго сохраняли бы свою остроту даже после регулярной стирки. Исследования под микроскопом показывают, что этот метод в значительной степени приводит к исчезновению каналов и пор в затвердевшей древесине. Кроме того, исследователи измерили твердость дерева и остроту ножей.
В видеороликах они разрезают стейк деревянным ножом и забивают деревянный гвоздь через три слоя липовой древесины. В дополнение к экологическим преимуществам, пишут они, деревянные гвозди устойчивы к ржавчине в отличие от обычных изделий.
Возможны другие применения
«На кухне у нас есть много деревянных инструментов, которые мы используем уже долгое время, таких как разделочные доски, палочки для еды и скалки», - говорит Ли. «Эти ножи тоже можно часто использовать, если их затачивать и за ними регулярно ухаживать. " С помощью своего процесса исследователи материалов хотят обеспечить дальнейшее применение закаленной древесины, например, для особо прочных полов.
В деталях, процесс отверждения работает следующим образом: после того, как древесина была доведена до желаемого размера блока, химическая обработка должна сначала удалить большую часть гемицеллюлозы и лигнина. Для этого блоки помещают в водный раствор с небольшим количеством гидроксида натрия (NaOH; 5 процентов по весу) и сульфита натрия (Na2SO3; 2,5 процента) до тех пор, пока поры не пропитаются и древесина не опустится на пол.
Затем раствор доводят до кипения при 100 градусах Цельсия - от двух до шести часов, в зависимости от желаемого застывания. Затем древесину ополаскивают деминерализованной водой для удаления химикатов и оставшегося лигнина. Затем блоки прессуют при комнатной температуре в течение нескольких часов, чтобы удалить большую часть воды, и, наконец, они нагреваются до 105 градусов до полного высыхания. Затем затвердевшую древесину погружают в минеральное масло - при необходимости безопасное для пищевых продуктов - на 48 часов для придания ей водоотталкивающих свойств.
