గట్టిపడిన కలప కత్తులు టేబుల్ కత్తుల కంటే మూడు రెట్లు పదునుగా ఉంటాయి

సహజ కలప మరియు లోహం వేల సంవత్సరాలుగా మానవులకు అవసరమైన నిర్మాణ సామగ్రిగా ఉన్నాయి. మేము ప్లాస్టిక్స్ అని పిలిచే సింథటిక్ పాలిమర్‌లు 20వ శతాబ్దంలో పేలిన ఇటీవలి ఆవిష్కరణ.
లోహాలు మరియు ప్లాస్టిక్‌లు రెండూ పారిశ్రామిక మరియు వాణిజ్య వినియోగానికి బాగా సరిపోయే లక్షణాలను కలిగి ఉంటాయి.లోహాలు బలంగా, దృఢంగా ఉంటాయి మరియు సాధారణంగా గాలి, నీరు, వేడి మరియు స్థిరమైన ఒత్తిడిని తట్టుకోగలవు. అయినప్పటికీ, వాటికి ఎక్కువ వనరులు (అంటే ఖరీదైనవి) కూడా అవసరమవుతాయి. వాటి ఉత్పత్తులను ఉత్పత్తి చేయండి మరియు మెరుగుపరచండి. ప్లాస్టిక్ మెటల్ యొక్క కొన్ని విధులను అందిస్తుంది, అయితే తక్కువ ద్రవ్యరాశి అవసరం మరియు ఉత్పత్తి చేయడానికి చాలా చౌకగా ఉంటుంది. వాటి లక్షణాలను దాదాపు ఏ ఉపయోగం కోసం అనుకూలీకరించవచ్చు. అయితే, చౌకైన వాణిజ్య ప్లాస్టిక్‌లు భయంకరమైన నిర్మాణ పదార్థాలను తయారు చేస్తాయి: ప్లాస్టిక్ ఉపకరణాలు కాదు మంచి విషయం, మరియు ఎవరూ ప్లాస్టిక్ ఇంట్లో నివసించడానికి ఇష్టపడరు. అదనంగా, అవి తరచుగా శిలాజ ఇంధనాల నుండి శుద్ధి చేయబడతాయి.
కొన్ని అనువర్తనాల్లో, సహజ కలప లోహాలు మరియు ప్లాస్టిక్‌లతో పోటీపడగలదు. చాలా కుటుంబ గృహాలు చెక్క ఫ్రేమింగ్‌పై నిర్మించబడ్డాయి. సమస్య ఏమిటంటే సహజ కలప చాలా మృదువుగా ఉంటుంది మరియు ఎక్కువ సమయం ప్లాస్టిక్ మరియు మెటల్‌ను భర్తీ చేయలేనంత సులభంగా నీటితో దెబ్బతింటుంది. ఇటీవలి కాగితం పత్రికలో ప్రచురించబడిన మ్యాటర్ ఈ పరిమితులను అధిగమించే గట్టి చెక్క పదార్థం యొక్క సృష్టిని అన్వేషిస్తుంది. ఈ పరిశోధన చెక్క కత్తులు మరియు గోళ్ళను రూపొందించడంలో ముగిసింది. చెక్క కత్తి ఎంత మంచిది మరియు మీరు దానిని ఎప్పుడైనా ఉపయోగిస్తారా?
కలప యొక్క ఫైబరస్ నిర్మాణం సుమారు 50% సెల్యులోజ్, సిద్ధాంతపరంగా మంచి బలం లక్షణాలతో సహజమైన పాలిమర్‌ను కలిగి ఉంటుంది. మిగిలిన సగం చెక్క నిర్మాణంలో ప్రధానంగా లిగ్నిన్ మరియు హెమిసెల్యులోజ్ ఉంటుంది. సెల్యులోజ్ పొడవైన, గట్టి ఫైబర్‌లను ఏర్పరుస్తుంది, ఇది దాని సహజమైన వెన్నెముకతో కలపను అందిస్తుంది బలం, హెమిసెల్యులోజ్ తక్కువ పొందికైన నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంటుంది మరియు అందువలన చెక్క యొక్క బలానికి ఏమీ దోహదపడదు. లిగ్నిన్ సెల్యులోజ్ ఫైబర్‌ల మధ్య శూన్యాలను నింపుతుంది మరియు జీవించే కలప కోసం ఉపయోగకరమైన పనులను చేస్తుంది. అయితే కలపను కుదించడం మరియు దాని సెల్యులోజ్ ఫైబర్‌లను మరింత గట్టిగా బంధించడం కోసం మానవుల ప్రయోజనం కోసం, లిగ్నిన్ మారింది. ఒక అడ్డంకి.
ఈ అధ్యయనంలో, సహజ కలపను నాలుగు దశల్లో గట్టిపడిన కలపగా (HW) తయారు చేశారు.మొదట, కొన్ని హెమిసెల్యులోజ్ మరియు లిగ్నిన్‌లను తొలగించడానికి కలపను సోడియం హైడ్రాక్సైడ్ మరియు సోడియం సల్ఫేట్‌లో ఉడకబెట్టారు. ఈ రసాయన చికిత్స తర్వాత, కలపను నొక్కడం ద్వారా దట్టంగా మారుతుంది. ఇది గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద చాలా గంటలపాటు ప్రెస్‌లో ఉంచబడుతుంది. ఇది చెక్కలోని సహజ అంతరాలను లేదా రంధ్రాలను తగ్గిస్తుంది మరియు పక్కనే ఉన్న సెల్యులోజ్ ఫైబర్‌ల మధ్య రసాయన బంధాన్ని పెంచుతుంది. తర్వాత, కలప 105 ° C (221 ° F) వద్ద మరికొన్నింటికి ఒత్తిడి చేయబడుతుంది. డెన్సిఫికేషన్‌ను పూర్తి చేయడానికి గంటలు, ఆపై ఎండబెట్టాలి.చివరిగా, చెక్కను మినరల్ ఆయిల్‌లో 48 గంటల పాటు ముంచి, తుది ఉత్పత్తిని జలనిరోధితంగా తయారు చేస్తారు.
స్ట్రక్చరల్ మెటీరియల్ యొక్క ఒక యాంత్రిక లక్షణం ఇండెంటేషన్ కాఠిన్యం, ఇది శక్తితో పిండినప్పుడు వైకల్యాన్ని నిరోధించే దాని సామర్థ్యాన్ని కొలవడం. వజ్రం ఉక్కు కంటే గట్టిగా ఉంటుంది, బంగారం కంటే గట్టిగా ఉంటుంది, కలప కంటే గట్టిగా ఉంటుంది మరియు ఫోమ్ ప్యాకింగ్ కంటే గట్టిగా ఉంటుంది. అనేక ఇంజనీరింగ్‌లలో రత్నాల శాస్త్రంలో ఉపయోగించే మొహ్స్ కాఠిన్యం వంటి కాఠిన్యాన్ని గుర్తించడానికి ఉపయోగించే పరీక్షలు, బ్రినెల్ పరీక్ష వాటిలో ఒకటి. దీని భావన చాలా సులభం: కఠినమైన మెటల్ బాల్ బేరింగ్ పరీక్ష ఉపరితలంపై నిర్దిష్ట శక్తితో నొక్కబడుతుంది. వృత్తాకార వ్యాసాన్ని కొలవండి. బంతి ద్వారా సృష్టించబడిన ఇండెంటేషన్. బ్రినెల్ కాఠిన్యం విలువ గణిత సూత్రాన్ని ఉపయోగించి లెక్కించబడుతుంది; స్థూలంగా చెప్పాలంటే, బంతి పెద్ద రంధ్రం తగిలితే, పదార్థం మృదువైనది. ఈ పరీక్షలో, సహజ కలప కంటే HW 23 రెట్లు గట్టిగా ఉంటుంది.
చాలా శుద్ధి చేయని సహజ కలప నీటిని గ్రహిస్తుంది. ఇది కలపను విస్తరించవచ్చు మరియు చివరికి దాని నిర్మాణ లక్షణాలను నాశనం చేస్తుంది. రచయితలు HW యొక్క నీటి నిరోధకతను పెంచడానికి రెండు-రోజుల మినరల్ సోక్‌ను ఉపయోగించారు, ఇది మరింత హైడ్రోఫోబిక్ ("నీటికి భయపడింది"). హైడ్రోఫోబిసిటీ పరీక్షలో ఒక నీటి బిందువును ఉపరితలంపై ఉంచడం జరుగుతుంది. ఉపరితలంపై ఎక్కువ హైడ్రోఫోబిక్, నీటి బిందువులు మరింత గోళాకారంగా మారతాయి. హైడ్రోఫిలిక్ ("నీటిని ప్రేమించే") ఉపరితలం, మరోవైపు, బిందువులను ఫ్లాట్‌గా (తదనంతరం) వ్యాపిస్తుంది. నీటిని మరింత సులభంగా గ్రహిస్తుంది).అందువలన, ఖనిజ నానబెట్టడం HW యొక్క హైడ్రోఫోబిసిటీని గణనీయంగా పెంచుతుంది, కానీ తేమను గ్రహించకుండా కలపను నిరోధిస్తుంది.
కొన్ని ఇంజనీరింగ్ పరీక్షలలో, HW కత్తులు మెటల్ కత్తుల కంటే కొంచెం మెరుగ్గా పనిచేశాయి. HW కత్తి వాణిజ్యపరంగా లభించే కత్తి కంటే మూడు రెట్లు పదునైనదని రచయితలు పేర్కొన్నారు. అయితే, ఈ ఆసక్తికరమైన ఫలితానికి ఒక మినహాయింపు ఉంది. పరిశోధకులు టేబుల్ కత్తులను పోల్చారు, లేదా మనం వెన్న కత్తులు అని పిలుస్తాము. ఇవి ప్రత్యేకంగా పదునైనవి కావు. రచయితలు తమ కత్తితో స్టీక్‌ను కత్తిరించే వీడియోను చూపుతారు, కానీ సహేతుకమైన బలమైన పెద్దలు బహుశా అదే స్టీక్‌ను మెటల్ ఫోర్క్ యొక్క నిస్తేజంగా కత్తిరించవచ్చు, మరియు ఒక స్టీక్ కత్తి మరింత మెరుగ్గా పని చేస్తుంది.
గోళ్ల సంగతేంటి?ఒకే HW గోరును మూడు పలకల స్టాక్‌లో సులభంగా కొట్టవచ్చు, అయితే ఇనుప గోళ్లతో పోలిస్తే ఇది సాపేక్షంగా తేలికగా ఉంటుంది. చెక్క పెగ్‌లు పలకలను ఒకచోట చేర్చి, చిరిగిపోయే శక్తిని నిరోధించగలవు. అవి వేరుగా, ఇనుప పెగ్‌ల మాదిరిగానే దృఢత్వంతో ఉంటాయి. అయితే, వారి పరీక్షల్లో, రెండు సందర్భాల్లోనూ బోర్డులు గోరు విఫలమయ్యే ముందు విఫలమయ్యాయి, కాబట్టి బలమైన గోర్లు బహిర్గతం కాలేదు.
HW గోర్లు ఇతర మార్గాల్లో మెరుగ్గా ఉన్నాయా?చెక్క పెగ్‌లు తేలికగా ఉంటాయి, కానీ నిర్మాణం యొక్క బరువు ప్రధానంగా దానిని కలిపి ఉంచే పెగ్‌ల ద్రవ్యరాశి ద్వారా నడపబడదు. చెక్క పెగ్‌లు తుప్పు పట్టవు. అయితే, అది నీటికి చొరబడదు లేదా జీవ వియోగం.
సహజ కలప కంటే చెక్కను బలంగా తయారు చేసేందుకు రచయిత ఒక ప్రక్రియను అభివృద్ధి చేశారనడంలో సందేహం లేదు. అయితే, ఏదైనా నిర్దిష్ట ఉద్యోగానికి హార్డ్‌వేర్ యొక్క ప్రయోజనం మరింత అధ్యయనం అవసరం. ఇది ప్లాస్టిక్‌లా చౌకగా మరియు వనరులు తక్కువగా ఉండగలదా? బలమైన దానితో పోటీ పడగలదా? , మరింత ఆకర్షణీయమైన, అనంతంగా పునర్వినియోగపరచదగిన లోహ వస్తువులు? వారి పరిశోధన ఆసక్తికరమైన ప్రశ్నలను లేవనెత్తుతుంది. కొనసాగుతున్న ఇంజనీరింగ్ (మరియు చివరికి మార్కెట్) వాటికి సమాధానం ఇస్తుంది.