ጠንካራ የእንጨት ቢላዎች ከጠረጴዛ ቢላዎች በሦስት እጥፍ የተሳሉ ናቸው

የተፈጥሮ እንጨትና ብረት ለብዙ ሺህ ዓመታት ለሰው ልጅ አስፈላጊ የግንባታ ቁሳቁሶች ነበሩ። ፕላስቲኮች ብለን የምንጠራቸው ሰው ሰራሽ ፖሊመሮች በ20ኛው ክፍለ ዘመን የፈነዳ የቅርብ ጊዜ ፈጠራ ናቸው።
ብረታ ብረትም ሆነ ፕላስቲኮች ለኢንዱስትሪ እና ለንግድ አገልግሎት ተስማሚ የሆኑ ባህሪያት አሏቸው። ብረቶች ጠንካራ፣ ግትር እና በአጠቃላይ ለአየር፣ ለውሃ፣ ለሙቀት እና ለቋሚ ውጥረት የሚቋቋሙ ናቸው። ሆኖም ግን፣ ምርቶቻቸውን ለማምረት እና ለማጣራት ተጨማሪ ሀብቶችን (ይህም ማለት የበለጠ ውድ ማለት ነው) ይፈልጋሉ። ፕላስቲክ የብረታ ብረትን አንዳንድ ተግባራትን ይሰጣል፣ አነስተኛ ክብደት የሚፈልግ ሲሆን ለማምረትም በጣም ርካሽ ነው። ባህሪያቸው ለማንኛውም አገልግሎት ሊበጅ ይችላል። ሆኖም፣ ርካሽ የንግድ ፕላስቲኮች አስከፊ የሆኑ መዋቅራዊ ቁሳቁሶችን ይፈጥራሉ፡ የፕላስቲክ እቃዎች ጥሩ ነገር አይደሉም፣ እና ማንም ሰው በፕላስቲክ ቤት ውስጥ መኖር አይፈልግም። በተጨማሪም፣ ብዙውን ጊዜ ከቅሪተ አካል ነዳጆች የተጣሩ ናቸው።
በአንዳንድ አፕሊኬሽኖች፣ የተፈጥሮ እንጨት ከብረታ ብረትና ከፕላስቲክ ጋር ሊወዳደር ይችላል። አብዛኛዎቹ የቤተሰብ ቤቶች የተገነቡት በእንጨት ፍሬም ላይ ነው። ችግሩ የተፈጥሮ እንጨት በጣም ለስላሳ እና በቀላሉ በውሃ ሊጎዳ ስለሚችል አብዛኛውን ጊዜ ፕላስቲክና ብረትን ለመተካት አለመቻሉ ነው። በቅርቡ በማተር መጽሔት ላይ የታተመ አንድ ጽሑፍ እነዚህን ገደቦች የሚያሸንፍ ጠንካራ የእንጨት ቁሳቁስ መፈጠርን ይዳስሳል። ይህ ጥናት የእንጨት ቢላዎችንና ምስማሮችን በመፍጠር ላይ አደረሰ። የእንጨት ቢላዋ ምን ያህል ጥሩ ነው እና በቅርቡ ይጠቀሙበታል?
የእንጨት ፋይበር መዋቅር በግምት 50% ሴሉሎስን ያካትታል፣ ይህም በንድፈ ሀሳብ ጥሩ የጥንካሬ ባህሪያት ያሉት ተፈጥሯዊ ፖሊመር ነው። የቀረው የእንጨት መዋቅር ግማሹ በዋናነት ሊግኒን እና ሄሚሴሉሎስ ነው። ሴሉሎስ ለእንጨት የተፈጥሮ ጥንካሬውን የጀርባ አጥንት የሚሰጡ ረጅምና ጠንካራ ክሮችን ሲፈጥር፣ ሄሚሴሉሎስ ግን ብዙም ወጥ የሆነ መዋቅር የለውም ስለዚህም ለእንጨቱ ጥንካሬ ምንም አስተዋጽኦ አያደርግም። ሊግኒን በሴሉሎስ ፋይበሮች መካከል ያለውን ክፍተት ይሞላል እና ለእንጨት ሕያው ጠቃሚ ተግባራትን ያከናውናል። ነገር ግን ሰዎች እንጨትን ለማጥበብ እና የሴሉሎስ ፋይበሮቹን የበለጠ በጥብቅ ለማሰር ሲሉ ሊግኒን እንቅፋት ሆነ።
በዚህ ጥናት ውስጥ፣ የተፈጥሮ እንጨት በአራት ደረጃዎች ጠንካራ እንጨት (HW) ሆኖ ተሠርቷል። በመጀመሪያ፣ እንጨቱ በሶዲየም ሃይድሮክሳይድ እና ሶዲየም ሰልፌት ውስጥ በማፍላት የሂሚሴሉሎስ እና ሊግኒንን ያስወግዳል። ከዚህ የኬሚካል ሕክምና በኋላ፣ እንጨቱ በክፍል ሙቀት ውስጥ ለብዙ ሰዓታት በፕሬስ ውስጥ በመጫን የበለጠ ጥቅጥቅ ያለ ይሆናል። ይህም በእንጨት ውስጥ ያሉትን የተፈጥሮ ክፍተቶች ወይም ቀዳዳዎች ይቀንሳል እና በአጎራባች ሴሉሎስ ፋይበሮች መካከል ያለውን የኬሚካል ትስስር ያሻሽላል። በመቀጠልም፣ እንጨቱ በ105° ሴ (221° ፋራናይት) ለጥቂት ተጨማሪ ሰዓታት ጥግግት እንዲጠናቀቅ ይደረጋል፣ ከዚያም ይደርቃል። በመጨረሻም፣ እንጨቱ በማዕድን ዘይት ውስጥ ለ48 ሰዓታት ተጠልቆ የተጠናቀቀውን ምርት ውሃ የማያሳልፍ ያደርገዋል።
የአንድ መዋቅራዊ ቁሳቁስ አንድ ሜካኒካል ባህሪ የመግቢያ ጥንካሬ ሲሆን ይህም በኃይል ሲጨመቅ መበላሸትን የመቋቋም ችሎታውን የሚለካ ነው። አልማዝ ከብረት የበለጠ ጠንካራ፣ ከወርቅ የበለጠ ጠንካራ፣ ከእንጨት የበለጠ ጠንካራ እና ከማሸጊያ አረፋ የበለጠ ጠንካራ ነው። እንደ ሞህስ ጠንካራነት በጌሞሎጂ ውስጥ ጥቅም ላይ ከሚውሉት በርካታ የምህንድስና ሙከራዎች መካከል የብሪኔል ሙከራ ከእነዚህ ውስጥ አንዱ ነው። ጽንሰ-ሀሳቡ ቀላል ነው፡ ጠንካራ የብረት ኳስ ተሸካሚ በተወሰነ ኃይል ወደ የሙከራው ወለል ተጭኗል። ኳሱ የተፈጠረውን የክብ ገብ ዲያሜትር ይለኩ። የብሪኔል ጠንካራነት እሴት የሚሰላው በሂሳብ ቀመር ነው፤ በግምት ሲታይ ኳሱ የሚመታውን ቀዳዳ ሲጨምር ቁሱ ለስላሳ ይሆናል። በዚህ ሙከራ፣ HW ከተፈጥሮ እንጨት 23 እጥፍ የበለጠ ጠንካራ ነው።
አብዛኛዎቹ ያልተስተካከሉ የተፈጥሮ እንጨቶች ውሃ ይወስዳሉ። ይህ እንጨቱን ሊያሰፋ እና በመጨረሻም መዋቅራዊ ባህሪያቱን ሊያበላሽ ይችላል። ደራሲዎቹ የHW የውሃ መቋቋምን ለመጨመር የሁለት ቀን የማዕድን ውሃ ተጠቅመዋል፣ ይህም የበለጠ ሃይድሮፎቢክ (“ውሃ መፍራት”) ያደርገዋል። የሃይድሮፎቢቲቲ ምርመራ የውሃ ጠብታ መሬት ላይ ማስቀመጥን ያካትታል። ሃይድሮፎቢክቲቲ መሬቱ በጨመረ ቁጥር የውሃ ጠብታዎች ክብ ይሆናሉ። በሌላ በኩል ሃይድሮፊሊክ (“ውሃ ወዳድ”) ወለል ጠብታዎቹን ጠፍጣፋ ያሰራጫል (እና በመቀጠልም ውሃውን በቀላሉ ይይዛል)። ስለዚህ የማዕድን ውሃ ማጠጣት የHWን ሃይድሮፎቢክነት በከፍተኛ ሁኔታ ከማሳደጉም በላይ እንጨቱ እርጥበትን እንዳይስብ ይከላከላል።
በአንዳንድ የምህንድስና ሙከራዎች፣ የHW ቢላዎች ከብረት ቢላዎች በትንሹ የተሻለ ውጤት አሳይተዋል። ደራሲዎቹ የHW ቢላዋ ለንግድ ከሚገኝ ቢላዋ በሦስት እጥፍ ስለታም እንደሆነ ይናገራሉ። ሆኖም፣ ለዚህ ​​አስደሳች ውጤት ማስጠንቀቂያ አለ። ተመራማሪዎች የጠረጴዛ ቢላዎችን ወይም የቅቤ ቢላዎችን ብለን ልንጠራው የምንችለውን እያወዳደሩ ነው። እነዚህ በተለይ ስለታም እንዲሆኑ የታሰቡ አይደሉም። ደራሲዎቹ ቢላዋ ስቴክ ሲቆርጥ የሚያሳይ ቪዲዮ ያሳያሉ፣ ነገር ግን ምክንያታዊ የሆነ ጠንካራ አዋቂ ሰው ተመሳሳይ ስቴክን በብረት ሹካ አሰልቺ ጎን ሊቆርጥ ይችላል፣ እና የስቴክ ቢላዋ በጣም የተሻለ ይሰራል።
ስለ ጥፍሮቹስ? አንድ ነጠላ የHW ሚስማር በቀላሉ በሦስት ጣውላዎች ሊሰካ ይችላል፣ ምንም እንኳን ከብረት ጥፍሮች ጋር ሲነጻጸር እንደ ቀላልነቱ ዝርዝር ባይሆንም። የእንጨት ችንካሮች ከዚያም ጣውላዎቹን አንድ ላይ ሊይዙ ይችላሉ፣ ይህም የሚሰነጥቃቸውን ኃይል ይቋቋማል፣ ከብረት ችንካሮች ጋር ተመሳሳይ ጥንካሬ አለው። ይሁን እንጂ በፈተናዎቻቸው በሁለቱም ሁኔታዎች ቦርዶቹ ሁለቱም ጥፍሮች ከመበላሸታቸው በፊት አልተሳኩም፣ ስለዚህ ጠንካራዎቹ ጥፍሮች አልተጋለጡም።
የHW ጥፍሮች በሌሎች መንገዶች የተሻሉ ናቸው? የእንጨት ችንካሮች ቀላል ናቸው፣ ነገር ግን የመዋቅሩ ክብደት በዋናነት የሚመራው እርስ በርስ በሚይዙት ችንካሮች ክብደት አይደለም። የእንጨት ችንካሮች አይዝጉም። ሆኖም ግን፣ ለውሃ ወይም ለባዮዲኮምፖዝ የማይበገር አይሆንም።
ደራሲው እንጨትን ከተፈጥሮ እንጨት የበለጠ ጠንካራ ለማድረግ የሚያስችል ሂደት እንዳዘጋጀ ምንም ጥርጥር የለውም። ሆኖም ግን፣ ለማንኛውም የተወሰነ ሥራ የሃርድዌር ጥቅም ተጨማሪ ጥናት ያስፈልገዋል። እንደ ፕላስቲክ ርካሽ እና ሀብት የሌለው ሊሆን ይችላል? ከጠንካራ፣ ማራኪ፣ ወሰን በሌለው እንደገና ጥቅም ላይ ሊውሉ ከሚችሉ የብረት ነገሮች ጋር ሊወዳደር ይችላል? ጥናታቸው አስደሳች ጥያቄዎችን ያስነሳል። ቀጣይነት ያለው ምህንድስና (እና በመጨረሻም ገበያው) ይመልሳቸዋል።