Itace da ƙarfe na halitta sun kasance kayan gini masu mahimmanci ga ɗan adam na dubban shekaru.Polymers na roba da muke kira robobi wani sabon abu ne na baya-bayan nan wanda ya fashe a cikin karni na 20.
Dukansu karafa da robobi suna da kaddarorin da suka dace da masana'antu da kasuwanci. Metals suna da ƙarfi, m, kuma gabaɗaya suna jure wa iska, ruwa, zafi, da damuwa na yau da kullun.Duk da haka, suna kuma buƙatar ƙarin albarkatu (wanda ke nufin mafi tsada) zuwa Filastik yana ba da wasu ayyuka na ƙarfe yayin da ake buƙatar ƙasa da yawa kuma yana da arha don samarwa.Ana iya keɓance kaddarorinsu don kusan kowane amfani.Duk da haka, robobi masu arha na kasuwanci suna yin abubuwa masu ban tsoro: na'urorin filastik ba su da tsada. abu mai kyau, kuma babu wanda yake so ya zauna a cikin gidan filastik. Bugu da ƙari, sau da yawa ana tsabtace su daga burbushin halittu.
A wasu aikace-aikace, itacen dabi'a na iya yin gogayya da karafa da robobi.Mafi yawan gidajen iyali an gina su ne akan gyaran itace.Matsalar ita ce itacen dabi'a yana da laushi da saukin lalacewa ta hanyar ruwa don maye gurbin robobi da karfe mafi yawan lokuta.Takardar kwanan nan. wanda aka buga a cikin mujallar Matter yayi nazari akan ƙirƙirar kayan itace mai tauri wanda ya shawo kan waɗannan iyakoki.Wannan binciken ya ƙare a ƙirƙirar wukake da ƙusoshi na katako.Yaya wuƙar katako ke da kyau kuma za ku yi amfani da shi nan da nan?
The fibrous tsarin na itace kunshi kamar 50% cellulose, a halitta polymer tare da theoretically kyau ƙarfi Properties.The sauran rabin na katako tsarin ne yafi lignin da hemicellulose.Yayin da cellulose Forms tsawo, m zaruruwa cewa samar da itace tare da kashin baya na ta halitta. ƙarfi, hemicellulose yana da ɗan tsari mai daidaituwa kuma don haka ba ya ba da gudummawar komai ga ƙarfin itace.Lignin ya cika ɓata tsakanin fibers cellulose kuma yana yin ayyuka masu amfani don itace mai rai. wani cikas.
A cikin wannan binciken, an yi itace na halitta zuwa itace mai tauri (HW) a matakai hudu. Na farko, ana dafa itacen a cikin sodium hydroxide da sodium sulfate don cire wasu daga cikin hemicellulose da lignin. Bayan wannan maganin sinadarai, itacen ya zama mai yawa ta hanyar dannawa shi a cikin latsawa na tsawon sa'o'i da yawa a cikin dakin da zafin jiki. Wannan yana rage raƙuman dabi'a ko pores a cikin itace kuma yana haɓaka haɗin gwiwar sinadaran tsakanin filayen cellulose da ke kusa da su. Daga baya, an matsa katako a 105 ° C (221 ° F) don wasu 'yan ƙarin. sa'o'i don kammala densification, sa'an nan kuma bushe. A ƙarshe, an nutsar da itace a cikin man ma'adinai na tsawon sa'o'i 48 don yin samfurin da aka gama da ruwa.
Ɗaya daga cikin kayan aikin injiniya na kayan aikin shine indentation taurin, wanda shine ma'auni na ikonsa na tsayayya da nakasawa lokacin da aka matse shi da karfi.Diamond ya fi karfe, ya fi zinariya wuya, ya fi itace, kuma ya fi wuya fiye da kumfa. Daga cikin injiniyoyi da yawa. gwaje-gwajen da aka yi amfani da su don ƙayyade taurin, irin su Mohs hardness da aka yi amfani da su a gemology, gwajin Brinell yana ɗaya daga cikinsu.Ma'anarsa yana da sauƙi: Ƙarƙashin ƙwallon ƙafa mai wuyar ƙarfe yana danna cikin gwajin gwaji tare da wani karfi. Auna diamita na madauwari. Ƙirƙirar ƙwallon ƙafa. Ana ƙididdige ƙimar taurin Brinell ta amfani da dabarar lissafi;Kusan magana, girman rami da ƙwallon ya buga, mafi ƙarancin kayan abu. A cikin wannan gwajin, HW yana da ƙarfi sau 23 fiye da itacen halitta.
Yawancin itacen da ba a kula da shi ba zai sha ruwa. Wannan zai iya fadada itacen kuma a ƙarshe ya lalata tsarin tsarinsa.Mawallafa sun yi amfani da ma'adinin ma'adinai na kwana biyu don ƙara yawan juriya na ruwa na HW, yana sa ya zama mafi hydrophobic ("tsoron ruwa"). Gwajin hydrophobicity ya haɗa da sanya digo na ruwa a kan wani wuri. Da ƙarin hydrophobic surface, da mafi mai siffar zobe na ruwa droplets zama. yana shayar da ruwa cikin sauƙi) .Saboda haka, ma'adinan ma'adinai ba kawai yana ƙara yawan hydrophobicity na HW ba, amma kuma yana hana itace daga shayar da danshi.
A wasu gwaje-gwajen injiniya, wukake na HW sun yi dan kadan fiye da wukake na karfe.Marubuta sun yi iƙirarin cewa wukar HW tana da kaifi kusan sau uku kamar wuka da ake samu a kasuwa.Duk da haka, akwai kora ga wannan sakamako mai ban sha'awa.Masu bincike suna kwatanta wuƙaƙen tebur, ko kuma abin da za mu iya kira da wukake na man shanu. Waɗannan ba ana nufin su zama masu kaifi ba. wukar nama zai yi aiki da kyau.
Me game da ƙusoshi? A fili za a iya dunkule ƙusa ɗaya na HW a cikin tarin alluna uku, kodayake ba a cika dalla-dalla ba kamar yadda yake da sauƙi idan aka kwatanta da kusoshi na ƙarfe. Tukunna na katako na iya riƙe katako tare, suna tsayayya da ƙarfin da zai tsage. A cikin gwaje-gwajen da suka yi, allunan biyun sun gaza kafin ƙusa ya gaza, don haka ba a fallasa kusoshi masu ƙarfi.
Shin kusoshi na HW sun fi kyau a wasu hanyoyi? Tutukan katako sun fi sauƙi, amma nauyin tsarin ba a farko ya motsa shi ta hanyar tarin turakun da ke riƙe su tare. Tukun katako ba za su yi tsatsa ba. biodecompose.
Babu shakka cewa marubucin ya ɓullo da wani tsari don yin itace mai ƙarfi fiye da itace na halitta. Duk da haka, kayan aiki na kayan aiki don kowane aiki na musamman yana buƙatar ƙarin nazari. Shin zai iya zama mai arha da ƙarancin albarkatu kamar filastik? Shin zai iya yin gasa tare da karfi. , Abubuwan da suka fi kyau, abubuwan ƙarfe marasa iyaka da za a sake amfani da su? Binciken su ya haifar da tambayoyi masu ban sha'awa. Injiniya mai ci gaba (da kuma kasuwa) zai amsa su.
Lokacin aikawa: Afrilu-13-2022
