કઠણ લાકડાના છરીઓ ટેબલ છરીઓ કરતાં ત્રણ ગણા તીક્ષ્ણ હોય છે.

કુદરતી લાકડું અને ધાતુ હજારો વર્ષોથી માનવજાત માટે આવશ્યક મકાન સામગ્રી રહ્યા છે. કૃત્રિમ પોલિમર જેને આપણે પ્લાસ્ટિક કહીએ છીએ તે તાજેતરની શોધ છે જે 20મી સદીમાં વિસ્ફોટ પામી હતી.
ધાતુઓ અને પ્લાસ્ટિક બંનેમાં એવા ગુણધર્મો છે જે ઔદ્યોગિક અને વ્યાપારી ઉપયોગ માટે યોગ્ય છે. ધાતુઓ મજબૂત, કઠોર અને સામાન્ય રીતે હવા, પાણી, ગરમી અને સતત તાણ સામે સ્થિતિસ્થાપક હોય છે. જો કે, તેમને તેમના ઉત્પાદનોના ઉત્પાદન અને શુદ્ધિકરણ માટે વધુ સંસાધનો (જેનો અર્થ વધુ ખર્ચાળ છે) ની પણ જરૂર પડે છે. પ્લાસ્ટિક ધાતુના કેટલાક કાર્યો પૂરા પાડે છે જ્યારે ઓછા સમૂહની જરૂર પડે છે અને ઉત્પાદન કરવા માટે ખૂબ સસ્તું છે. તેમના ગુણધર્મો લગભગ કોઈપણ ઉપયોગ માટે કસ્ટમાઇઝ કરી શકાય છે. જો કે, સસ્તા વ્યાપારી પ્લાસ્ટિક ભયંકર માળખાકીય સામગ્રી બનાવે છે: પ્લાસ્ટિક ઉપકરણો સારી વસ્તુ નથી, અને કોઈ પણ પ્લાસ્ટિકના ઘરમાં રહેવા માંગતું નથી. વધુમાં, તેઓ ઘણીવાર અશ્મિભૂત ઇંધણમાંથી શુદ્ધ કરવામાં આવે છે.
કેટલાક ઉપયોગોમાં, કુદરતી લાકડું ધાતુઓ અને પ્લાસ્ટિક સાથે સ્પર્ધા કરી શકે છે. મોટાભાગના કૌટુંબિક ઘરો લાકડાના ફ્રેમિંગ પર બાંધવામાં આવે છે. સમસ્યા એ છે કે કુદરતી લાકડું ખૂબ નરમ હોય છે અને પાણી દ્વારા સરળતાથી નુકસાન પામે છે જેથી મોટાભાગે પ્લાસ્ટિક અને ધાતુને બદલી શકાય. મેટર જર્નલમાં પ્રકાશિત થયેલા તાજેતરના એક પેપરમાં આ મર્યાદાઓને દૂર કરતી કઠણ લાકડાની સામગ્રીની રચનાની શોધ કરવામાં આવી છે. આ સંશોધન લાકડાના છરીઓ અને નખના નિર્માણમાં પરિણમ્યું. લાકડાના છરી કેટલા સારા છે અને શું તમે ટૂંક સમયમાં તેનો ઉપયોગ કરશો?
લાકડાની તંતુમય રચનામાં આશરે 50% સેલ્યુલોઝ હોય છે, જે સૈદ્ધાંતિક રીતે સારી તાકાત ગુણધર્મો ધરાવતું કુદરતી પોલિમર છે. લાકડાના બંધારણનો બાકીનો અડધો ભાગ મુખ્યત્વે લિગ્નીન અને હેમિસેલ્યુલોઝ છે. જ્યારે સેલ્યુલોઝ લાંબા, ખડતલ તંતુઓ બનાવે છે જે લાકડાને તેની કુદરતી શક્તિનો આધાર પૂરો પાડે છે, ત્યારે હેમિસેલ્યુલોઝમાં સુસંગત માળખું ઓછું હોય છે અને તેથી લાકડાની મજબૂતાઈમાં કોઈ ફાળો આપતું નથી. લિગ્નીન સેલ્યુલોઝ તંતુઓ વચ્ચેની ખાલી જગ્યાઓ ભરે છે અને જીવંત લાકડા માટે ઉપયોગી કાર્યો કરે છે. પરંતુ લાકડાને સંકુચિત કરવા અને તેના સેલ્યુલોઝ તંતુઓને વધુ ચુસ્તપણે બાંધવાના માનવ હેતુ માટે, લિગ્નીન એક અવરોધ બની ગયું.
આ અભ્યાસમાં, કુદરતી લાકડાને ચાર પગલામાં કઠણ લાકડા (HW) માં બનાવવામાં આવ્યું હતું. પ્રથમ, લાકડાને સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ અને સોડિયમ સલ્ફેટમાં ઉકાળવામાં આવે છે જેથી હેમીસેલ્યુલોઝ અને લિગ્નિનનો ભાગ દૂર થાય. આ રાસાયણિક સારવાર પછી, લાકડાને ઓરડાના તાપમાને કેટલાક કલાકો સુધી પ્રેસમાં દબાવીને ઘટ્ટ બને છે. આ લાકડામાં કુદરતી ગાબડા અથવા છિદ્રો ઘટાડે છે અને નજીકના સેલ્યુલોઝ તંતુઓ વચ્ચે રાસાયણિક બંધન વધારે છે. આગળ, લાકડાને ઘનતા પૂર્ણ કરવા માટે થોડા વધુ કલાકો માટે 105° C (221° F) પર દબાણ કરવામાં આવે છે, અને પછી સૂકવવામાં આવે છે. અંતે, લાકડાને 48 કલાક માટે ખનિજ તેલમાં ડૂબાડવામાં આવે છે જેથી તૈયાર ઉત્પાદન વોટરપ્રૂફ બને.
માળખાકીય સામગ્રીનો એક યાંત્રિક ગુણધર્મ ઇન્ડેન્ટેશન કઠિનતા છે, જે બળ દ્વારા દબાવવામાં આવે ત્યારે વિકૃતિનો પ્રતિકાર કરવાની તેની ક્ષમતાનું માપ છે.હીરા સ્ટીલ કરતાં કઠણ, સોના કરતાં કઠણ, લાકડા કરતાં કઠણ અને પેકિંગ ફીણ કરતાં કઠણ છે.રત્નશાસ્ત્રમાં વપરાતા મોહ્સ કઠિનતા જેવા કઠિનતા નક્કી કરવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતા ઘણા એન્જિનિયરિંગ પરીક્ષણોમાંથી, બ્રિનેલ પરીક્ષણ તેમાંથી એક છે.તેનો ખ્યાલ સરળ છે: સખત ધાતુના બોલ બેરિંગને ચોક્કસ બળ સાથે પરીક્ષણ સપાટી પર દબાવવામાં આવે છે.બોલ દ્વારા બનાવેલા ગોળાકાર ઇન્ડેન્ટેશનના વ્યાસને માપો.બ્રિનેલ કઠિનતા મૂલ્યની ગણતરી ગાણિતિક સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે; આશરે કહીએ તો, બોલ જેટલો મોટો છિદ્ર ફટકારે છે, તેટલો નરમ સામગ્રી.આ પરીક્ષણમાં, HW કુદરતી લાકડા કરતાં 23 ગણો કઠણ છે.
મોટાભાગના સારવાર ન કરાયેલ કુદરતી લાકડું પાણી શોષી લેશે. આ લાકડાને વિસ્તૃત કરી શકે છે અને આખરે તેના માળખાકીય ગુણધર્મોનો નાશ કરી શકે છે. લેખકોએ HW ના પાણી પ્રતિકારને વધારવા માટે બે દિવસના ખનિજ સોકનો ઉપયોગ કર્યો, જે તેને વધુ હાઇડ્રોફોબિક ("પાણીથી ડરતો") બનાવે છે. હાઇડ્રોફોબિસિટી પરીક્ષણમાં સપાટી પર પાણીનું ટીપું મૂકવાનો સમાવેશ થાય છે. સપાટી જેટલી વધુ હાઇડ્રોફોબિક હશે, પાણીના ટીપાં વધુ ગોળાકાર બનશે. બીજી બાજુ, હાઇડ્રોફિલિક ("પાણી-પ્રેમાળ") સપાટી, ટીપાંને સપાટ ફેલાવે છે (અને ત્યારબાદ પાણીને વધુ સરળતાથી શોષી લે છે). તેથી, ખનિજ સોક માત્ર HW ની હાઇડ્રોફોબિસિટીમાં નોંધપાત્ર વધારો કરતું નથી, પણ લાકડાને ભેજ શોષતા અટકાવે છે.
કેટલાક એન્જિનિયરિંગ પરીક્ષણોમાં, HW છરીઓ ધાતુના છરીઓ કરતાં થોડી સારી કામગીરી બજાવી હતી. લેખકોનો દાવો છે કે HW છરી વ્યાપારી રીતે ઉપલબ્ધ છરીઓ કરતાં લગભગ ત્રણ ગણી તીક્ષ્ણ હોય છે. જો કે, આ રસપ્રદ પરિણામ માટે એક ચેતવણી છે. સંશોધકો ટેબલ છરીઓ, અથવા જેને આપણે માખણ છરીઓ કહી શકીએ છીએ તેની તુલના કરી રહ્યા છે. આ ખાસ તીક્ષ્ણ હોવા માટે નથી. લેખકો તેમના છરી દ્વારા સ્ટીક કાપવાનો વિડિયો બતાવે છે, પરંતુ એક મજબૂત પુખ્ત વ્યક્તિ કદાચ ધાતુના કાંટાની નીરસ બાજુથી તે જ સ્ટીક કાપી શકે છે, અને સ્ટીક છરી વધુ સારી રીતે કામ કરશે.
નખનું શું? એક HW ખીલીને ત્રણ પાટિયાના ઢગલા સાથે સરળતાથી જોડી શકાય છે, જોકે તે લોખંડના ખીલાની સરખામણીમાં એટલી વિગતવાર નથી જેટલી તે સાપેક્ષ રીતે સરળ છે. લાકડાના ખીલા પછી પાટિયાને એકસાથે પકડી શકે છે, જે તેમને ફાડી નાખે તેવા બળનો પ્રતિકાર કરે છે, લગભગ લોખંડના ખીલા જેટલી જ કઠિનતા સાથે. જોકે, તેમના પરીક્ષણોમાં, બંને કિસ્સાઓમાં બોર્ડ નિષ્ફળ ગયા તે પહેલાં બંને ખીલા નિષ્ફળ ગયા, તેથી મજબૂત ખીલા ખુલ્લા ન હતા.
શું HW નખ અન્ય રીતે વધુ સારા છે? લાકડાના ખીલા હળવા હોય છે, પરંતુ રચનાનું વજન મુખ્યત્વે તેને એકસાથે રાખતા ખીલાના સમૂહ દ્વારા સંચાલિત થતું નથી. લાકડાના ખીલાને કાટ લાગશે નહીં. જો કે, તે પાણી અથવા જૈવવિઘટન માટે અભેદ્ય રહેશે નહીં.
લેખકે કુદરતી લાકડા કરતાં લાકડાને મજબૂત બનાવવાની પ્રક્રિયા વિકસાવી છે તેમાં કોઈ શંકા નથી. જો કે, કોઈપણ ચોક્કસ કામ માટે હાર્ડવેરની ઉપયોગિતા માટે વધુ અભ્યાસની જરૂર છે. શું તે પ્લાસ્ટિક જેટલું સસ્તું અને સંસાધન-ઓછું હોઈ શકે છે? શું તે મજબૂત, વધુ આકર્ષક, અનંત રીતે ફરીથી વાપરી શકાય તેવી ધાતુની વસ્તુઓ સાથે સ્પર્ધા કરી શકે છે? તેમનું સંશોધન રસપ્રદ પ્રશ્નો ઉભા કરે છે. ચાલુ એન્જિનિયરિંગ (અને આખરે બજાર) તેમના જવાબ આપશે.