સખત લાકડાની છરીઓ ટેબલની છરીઓ કરતાં ત્રણ ગણી તીક્ષ્ણ હોય છે

કુદરતી લાકડું અને ધાતુ માનવીઓ માટે હજારો વર્ષોથી આવશ્યક નિર્માણ સામગ્રી છે. સિન્થેટિક પોલિમર જેને આપણે પ્લાસ્ટિક કહીએ છીએ તે તાજેતરની શોધ છે જે 20મી સદીમાં વિસ્ફોટ થઈ 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 માટે સ્થિતિસ્થાપક હોય છે. જો કે, તેમને વધુ સંસાધનોની જરૂર પડે છે (જેનો અર્થ વધુ ખર્ચાળ છે). તેમના ઉત્પાદનોનું ઉત્પાદન અને શુદ્ધિકરણ કરો. પ્લાસ્ટિક ધાતુના કેટલાક કાર્યો પૂરા પાડે છે જ્યારે ઓછા જથ્થાની જરૂર હોય છે અને તે ઉત્પાદન માટે ખૂબ જ સસ્તું છે. તેમની મિલકતો લગભગ કોઈપણ ઉપયોગ માટે કસ્ટમાઇઝ કરી શકાય છે. જો કે, સસ્તા વેપારી પ્લાસ્ટિક ભયંકર માળખાકીય સામગ્રી બનાવે છે: પ્લાસ્ટિકના ઉપકરણો એક નથી. સારી વાત છે, અને પ્લાસ્ટિકના મકાનમાં કોઈ રહેવા માંગતું નથી. વધુમાં, તે ઘણીવાર અશ્મિભૂત ઇંધણમાંથી શુદ્ધ કરવામાં આવે છે.
કેટલાક કાર્યક્રમોમાં, કુદરતી લાકડું ધાતુઓ અને પ્લાસ્ટિક સાથે સ્પર્ધા કરી શકે છે. મોટા ભાગના કુટુંબ ઘરો લાકડાના ફ્રેમિંગ પર બાંધવામાં આવે છે. સમસ્યા એ છે કે કુદરતી લાકડું ખૂબ નરમ હોય છે અને મોટાભાગે પ્લાસ્ટિક અને ધાતુને બદલવા માટે પાણી દ્વારા ખૂબ સરળતાથી નુકસાન થાય છે. તાજેતરનું એક કાગળ મેટર જર્નલમાં પ્રકાશિત કઠણ લાકડાની સામગ્રીની રચનાની શોધ કરે છે જે આ મર્યાદાઓને દૂર કરે છે. આ સંશોધન લાકડાના છરીઓ અને નખની રચનામાં પરિણમ્યું હતું. લાકડાની છરી કેટલી સારી છે અને શું તમે જલ્દીથી તેનો ઉપયોગ કરશો?
લાકડાની તંતુમય રચનામાં આશરે 50% સેલ્યુલોઝનો સમાવેશ થાય છે, જે સૈદ્ધાંતિક રીતે સારી મજબૂતાઈના ગુણો સાથે કુદરતી પોલિમર છે. લાકડાની રચનાનો બાકીનો અડધો ભાગ મુખ્યત્વે લિગ્નીન અને હેમીસેલ્યુલોઝ છે. જ્યારે સેલ્યુલોઝ લાંબા, સખત તંતુઓ બનાવે છે જે લાકડાને તેની કુદરતી પીઠ સાથે પ્રદાન કરે છે. મજબૂતાઈ, હેમિસેલ્યુલોઝમાં થોડું સુસંગત માળખું હોય છે અને તેથી તે લાકડાની મજબૂતાઈમાં કંઈ જ ફાળો આપતું નથી. લિગ્નિન સેલ્યુલોઝ રેસા વચ્ચેની ખાલી જગ્યાઓ ભરે છે અને જીવંત લાકડા માટે ઉપયોગી કાર્યો કરે છે. પરંતુ લાકડાને કોમ્પેક્ટ કરવા અને તેના સેલ્યુલોઝ તંતુઓને વધુ ચુસ્તપણે એકસાથે બાંધવાના મનુષ્યના હેતુ માટે, લિગ્નિન બની ગયું. એક અવરોધ.
આ અભ્યાસમાં, કુદરતી લાકડાને ચાર પગલામાં સખત લાકડું (HW) બનાવવામાં આવ્યું હતું. પ્રથમ, લાકડાને સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ અને સોડિયમ સલ્ફેટમાં ઉકાળવામાં આવે છે જેથી હેમીસેલ્યુલોઝ અને લિગ્નિનનો કેટલોક ભાગ દૂર થાય. આ રાસાયણિક ઉપચાર પછી, લાકડું દબાવીને ઘન બને છે. તેને ઓરડાના તાપમાને કેટલાક કલાકો સુધી પ્રેસમાં રાખો. આ લાકડામાં કુદરતી ગાબડા અથવા છિદ્રોને ઘટાડે છે અને નજીકના સેલ્યુલોઝ તંતુઓ વચ્ચેના રાસાયણિક બંધનને વધારે છે. આગળ, લાકડાને થોડા વધુ માટે 105° C (221° F) પર દબાણ કરવામાં આવે છે. ઘનતા પૂર્ણ કરવા માટે કલાકો, અને પછી સૂકવવામાં આવે છે. છેલ્લે, તૈયાર ઉત્પાદનને વોટરપ્રૂફ બનાવવા માટે લાકડાને 48 કલાક માટે ખનિજ તેલમાં ડૂબી રાખવામાં આવે છે.
માળખાકીય સામગ્રીની એક યાંત્રિક ગુણધર્મ ઇન્ડેન્ટેશન કઠિનતા છે, જે બળ દ્વારા દબાવવામાં આવે ત્યારે વિરૂપતાનો પ્રતિકાર કરવાની તેની ક્ષમતાનું માપ છે. હીરા સ્ટીલ કરતાં સખત, સોના કરતાં સખત, લાકડા કરતાં સખત અને પેકિંગ ફીણ કરતાં સખત હોય છે. અનેક એન્જિનિયરિંગમાં કઠિનતા નક્કી કરવા માટે વપરાતા પરીક્ષણો, જેમ કે મણિશાસ્ત્રમાં વપરાતી મોહસ કઠિનતા, બ્રિનેલ પરીક્ષણ તેમાંથી એક છે. તેનો ખ્યાલ સરળ છે: સખત ધાતુના બોલ બેરિંગને ચોક્કસ બળ સાથે પરીક્ષણ સપાટી પર દબાવવામાં આવે છે. પરિપત્રના વ્યાસને માપો. બોલ દ્વારા બનાવવામાં આવેલ ઇન્ડેન્ટેશન. બ્રિનેલ કઠિનતા મૂલ્યની ગણતરી ગાણિતિક સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે; આશરે કહીએ તો, બોલ જેટલો મોટો છિદ્ર અથડાશે, તેટલું નરમ સામગ્રી. આ પરીક્ષણમાં, HW કુદરતી લાકડા કરતાં 23 ગણું કઠણ છે.
મોટાભાગની સારવાર ન કરાયેલ કુદરતી લાકડું પાણીને શોષી લેશે. આ લાકડાને વિસ્તૃત કરી શકે છે અને છેવટે તેના માળખાકીય ગુણધર્મોને નષ્ટ કરી શકે છે. લેખકોએ HW ના પાણીની પ્રતિકારને વધારવા માટે બે દિવસીય ખનિજ પલાળીનો ઉપયોગ કર્યો હતો, જે તેને વધુ હાઇડ્રોફોબિક ("પાણીથી ડરતા") બનાવે છે. હાઇડ્રોફોબિસિટી ટેસ્ટમાં સપાટી પર પાણીનું ટીપું મૂકવાનો સમાવેશ થાય છે. સપાટી જેટલી વધુ હાઇડ્રોફોબિક હશે, તેટલા વધુ ગોળાકાર પાણીના ટીપાં બને છે. એક હાઇડ્રોફિલિક ("પાણી-પ્રેમાળ") સપાટી, બીજી બાજુ, ટીપાંને સપાટ (અને પછીથી) ફેલાવે છે. પાણીને વધુ સરળતાથી શોષી લે છે).તેથી, ખનિજ પલાળવાથી માત્ર HW ની હાઇડ્રોફોબિસિટીમાં નોંધપાત્ર વધારો થતો નથી, પરંતુ તે લાકડાને ભેજને શોષતા અટકાવે છે.
કેટલાક એન્જિનિયરિંગ પરીક્ષણોમાં, એચડબ્લ્યુ છરીઓએ મેટલ છરીઓ કરતાં સહેજ વધુ સારું પ્રદર્શન કર્યું હતું. લેખકો દાવો કરે છે કે એચડબ્લ્યુ છરી વ્યાપારી રીતે ઉપલબ્ધ છરી કરતાં લગભગ ત્રણ ગણી તીક્ષ્ણ છે. જો કે, આ રસપ્રદ પરિણામ માટે એક ચેતવણી છે. સંશોધકો ટેબલ છરીઓની તુલના કરી રહ્યા છે, અથવા જેને આપણે માખણની છરીઓ કહી શકીએ. આ ખાસ કરીને તીક્ષ્ણ હોવાનો અર્થ નથી. લેખકો તેમની છરીથી સ્ટીક કાપતાનો વિડિયો બતાવે છે, પરંતુ વ્યાજબી રીતે મજબૂત પુખ્ત વ્યક્તિ કદાચ ધાતુના કાંટાની નીરસ બાજુથી સમાન સ્ટીકને કાપી શકે છે, અને ટુકડો છરી વધુ સારી રીતે કામ કરશે.
નખ વિશે શું?એક એચડબ્લ્યુ નેઇલને દેખીતી રીતે ત્રણ પાટિયાના સ્ટેકમાં સરળતાથી હેમર કરી શકાય છે, જો કે તે લોખંડના નખની તુલનામાં સાપેક્ષ સરળતા જેટલું વિગતવાર નથી. તેઓને અલગ કરીને, લગભગ લોખંડના ડટ્ટા જેટલી જ કઠિનતા સાથે. તેમના પરીક્ષણોમાં, જોકે, બંને કિસ્સાઓમાં બોર્ડ નિષ્ફળ જાય તે પહેલાં બંનેમાંથી કોઈ એક ખીલી નિષ્ફળ જાય છે, તેથી મજબૂત નખ ખુલ્લા નહોતા.
શું HW નખ અન્ય રીતે વધુ સારા છે?લાકડાના ડટ્ટા હળવા હોય છે, પરંતુ બંધારણનું વજન મુખ્યત્વે તેને એકસાથે પકડી રાખતા ડટ્ટાના દળ દ્વારા ચલાવવામાં આવતું નથી. લાકડાના ડટ્ટા કાટ લાગશે નહીં. જો કે, તે પાણી માટે અભેદ્ય રહેશે નહીં અથવા જૈવ વિઘટન.
તેમાં કોઈ શંકા નથી કે લેખકે કુદરતી લાકડા કરતાં લાકડાને વધુ મજબૂત બનાવવાની પ્રક્રિયા વિકસાવી છે. જો કે, કોઈપણ ચોક્કસ કામ માટે હાર્ડવેરની ઉપયોગિતા માટે વધુ અભ્યાસની જરૂર છે. શું તે પ્લાસ્ટિક જેટલું સસ્તું અને સંસાધન-ઓછું હોઈ શકે? શું તે મજબૂત સાથે સ્પર્ધા કરી શકે છે? , વધુ આકર્ષક, અનંત રીતે ફરીથી વાપરી શકાય તેવી ધાતુની વસ્તુઓ? તેમના સંશોધનો રસપ્રદ પ્રશ્નો ઉભા કરે છે. ચાલુ એન્જિનિયરિંગ (અને આખરે બજાર) તેનો જવાબ આપશે.