פֿאַרהאַרטעטע האָלץ מעסערס זענען דריי מאָל שאַרפער ווי טיש מעסערס

נאַטירלעכע האָלץ און מעטאַל זענען געווען וויכטיקע בוי-מאַטעריאַלן פֿאַר מענטשן פֿאַר טויזנטער יאָרן. די סינטעטישע פּאָלימערן וואָס מיר רופן פּלאַסטיקס זענען אַ נייַע דערפינדונג וואָס איז עקספּלאָדירט אין די 20סטן יאָרהונדערט.
ביידע מעטאַלן און פּלאַסטיקס האָבן אייגנשאַפטן וואָס זענען גוט פּאַסיק פֿאַר אינדוסטריעלן און געשעפטלעכן באַנוץ. מעטאַלן זענען שטאַרק, שטייף, און בכלל קעגנשטעליק צו לופט, וואַסער, היץ און קאָנסטאַנטן דרוק. אָבער, זיי דאַרפן אויך מער רעסורסן (וואָס מיינט טייערער) צו פּראָדוצירן און ראַפינירן זייערע פּראָדוקטן. פּלאַסטיק גיט עטלעכע פון ​​די פונקציעס פון מעטאַל בשעת עס דאַרף ווייניקער מאַסע און איז זייער ביליק צו פּראָדוצירן. זייערע אייגנשאַפטן קענען זיין קאַסטאַמייזד פֿאַר כּמעט יעדן באַנוץ. אָבער, ביליקע געשעפטלעכע פּלאַסטיקס מאַכן שרעקלעכע סטרוקטורעלע מאַטעריאַלן: פּלאַסטיק אַפּפּליאַנסעס זענען נישט אַ גוטע זאַך, און קיינער וויל נישט וואוינען אין אַ פּלאַסטיק הויז. דערצו, זיי זענען אָפט ראַפינירט פון פאַסאַל ברענשטאָף.
אין געוויסע אנווענדונגען, קען נאטירלעכע האלץ קאנקורירן מיט מעטאלן און פלאסטיק. רוב פאמיליע היימען ווערן געבויט אויף א האלץ ראם. די פראבלעם איז אז נאטירלעכע האלץ איז צו ווייך און צו לייכט באשעדיגט דורך וואסער צו פארטרעטן פלאסטיק און מעטאל רוב פון די צייט. א פרישע ארטיקל ארויסגעגעבן אין דעם זשורנאל מאטער אויספארשט די שאפונג פון א פארהארטעוועט האלץ מאטעריאל וואס באזייטיגט די באגרענעצונגען. די פארשונג האט געפירט צו דער שאפונג פון האלץ מעסערס און נעגל. ווי גוט איז די האלץ מעסער און וועט איר עס נוצן ווען איר ווילט בקרוב?
די פיבראזע סטרוקטור פון האָלץ באשטייט פון בערך 50% צעלולאָזע, אַ נאַטירלעכער פּאָלימער מיט טעאָרעטיש גוטע שטאַרקייט אייגנשאַפטן. די איבעריקע העלפט פון דער האָלצערנער סטרוקטור איז הויפּטזעכלעך ליגנין און העמיצעלולאָזע. כאָטש צעלולאָזע שאַפט לאַנגע, שטאַרקע פיבערס וואָס געבן האָלץ דעם רוקן-ביין פון זיין נאַטירלעכער שטאַרקייט, האט העמיצעלולאָזע ווייניק קאָהערענטע סטרוקטור און טראָגט דעריבער גאָרנישט ביי צו דער האָלץ'ס שטאַרקייט. ליגנין פילט די ליידיגע ערטער צווישן צעלולאָזע פיבערס און פירט אויס נוצלעכע אויפגאַבן פֿאַר לעבעדיקן האָלץ. אָבער פֿאַר מענטשן'ס צוועק פון קאָמפּאַקטירן האָלץ און בינדן זייַנע צעלולאָזע פיבערס פעסטער צוזאַמען, איז ליגנין געוואָרן אַ שטערונג.
אין דעם שטודיע, איז נאַטירלעכער האָלץ געמאַכט געוואָרן אין פֿאַרהאַרטעט האָלץ (HW) אין פֿיר טריט. ערשטנס, ווערט דאָס האָלץ געקאָכט אין נאַטריום הידראָקסייד און נאַטריום סולפֿאַט צו באַזײַטיקן עטלעכע פֿון דער העמיצעלולאָז און ליגנין. נאָך דער כעמישער באַהאַנדלונג ווערט דאָס האָלץ געדיכטער דורך עס צו דריקן אין אַ פּרעסע פֿאַר עטלעכע שעה בײַ צימער טעמפּעראַטור. דאָס רעדוצירט די נאַטירלעכע שפּאַלטן אָדער פּאָרן אין האָלץ און פֿאַרשטאַרקט די כעמישע פֿאַרבינדונג צווישן שכנותדיקע צעלולאָז פֿײַבערס. דערנאָך ווערט דאָס האָלץ געפּרעסט בײַ 105° C (221° F) פֿאַר נאָך אַ פּאָר שעה צו פֿאַרענדיקן די פֿאַרדיכטונג, און דערנאָך געטריקנט. צום סוף, ווערט דאָס האָלץ אײַנגעטונקען אין מינעראַל אָיל פֿאַר 48 שעה צו מאַכן דעם פֿאַרטיקן פּראָדוקט וואַסערפּרוף.
איין מעכאנישע אייגנשאפט פון א סטרוקטורעלן מאטעריאל איז איינדריק-הארטקייט, וואס איז א מאס פון זיין מעגלעכקייט צו קעגנשטעלן דעפארמאציע ווען מען דריקט עס מיט קראפט. דיאמאנט איז הארטער ווי שטאל, הארטער ווי גאלד, הארטער ווי האלץ, און הארטער ווי פאקינג שאום. צווישן די פילע אינזשעניריע טעסטן גענוצט צו באשטימען הארטקייט, ווי די מאהס הארטקייט גענוצט אין געמאלאגיע, איז דער ברינעל טעסט איינער פון זיי. זיין קאנצעפט איז פשוט: א הארט מעטאל קויל לאגער ווערט געדריקט אין די טעסט אייבערפלאך מיט א געוויסער קראפט. מעסט דעם דיאמעטער פון די קייַלעכדיקע איינדריקונג באשאפן דורך די קויל. דער ברינעל הארטקייט ווערט ווערט אויסגערעכנט מיט א מאטעמאטישע פארמולע; בערך גערעדט, ווי גרעסער די לאך די קויל שלאגט, אלץ ווייכער די מאטעריאל. אין דעם טעסט, איז HW 23 מאל הארטער ווי נאטירלעכע האלץ.
רובֿ נישט-באַהאַנדלטע נאַטירלעכע האָלץ וועט אַבזאָרבירן וואַסער. דאָס קען אויסברייטערן דאָס האָלץ און מיט דער צייט צעשטערן זייַנע סטרוקטורעלע אייגנשאַפטן. די מחברים האָבן גענוצט אַ צוויי-טאָגיקע מינעראַל-אייַנווייקן צו פאַרגרעסערן די וואַסער-קעגנשטעל פון די האָלץ, מאַכנדיג עס מער הידראָפאָביש ("מורא פֿאַר וואַסער"). דער הידראָפאָביציטעט טעסט באַשטייט פֿון שטעלן אַ טראָפּן וואַסער אויף אַן אויבערפֿלאַך. ווי מער הידראָפאָביש די אויבערפֿלאַך, אַלץ מער קייַלעכדיק ווערן די וואַסער-טראָפּנס. אַ הידראָפילישע ("וואַסער-ליבענדיקע") אויבערפֿלאַך, פֿון דער אַנדערער זײַט, פֿאַרשפּרייט די טראָפּנס גלאַט (און דערנאָך אַבזאָרבירט וואַסער גרינגער). דעריבער, מינעראַל-אייַנווייקן ניט נאָר פֿאַרגרעסערט באַדײַטנדיק די הידראָפאָביציטעט פון די האָלץ, נאָר אויך פֿאַרהיט דאָס האָלץ פֿון אַבזאָרבירן פֿײַכטקייט.
אין עטלעכע אינזשעניריע טעסטן, האבן HW מעסערס געארבעט עטוואס בעסער ווי מעטאַל מעסערס. די מחברים טענה'ן אז די HW מעסער איז בערך דריי מאל אזוי שאַרף ווי א קאמערציעל בנימצא מעסער. אבער, עס איז דא א ווארענונג צו דעם אינטערעסאנטן רעזולטאַט. פארשער פארגלייכן טיש מעסערס, אדער וואס מיר קענען רופן באַטער מעסערס. די זענען נישט געמיינט צו זיין באַזונדער שאַרף. די מחברים ווייַזן א ווידעא פון זייער מעסער שניידן א סטייק, אבער א גאַנץ שטאַרקער דערוואַקסענער קען מיסטאָמע שניידן דעם זעלבן סטייק מיט דער שטומפער זייט פון א מעטאַל גאָפּל, און א סטייק מעסער וואָלט געארבעט פיל בעסער.
וואָס וועגן די נעגל? אַן איינציקער HW נאָגל קען לכאורה לייכט ווערן אַריינגעכאַמערט אין אַ שטאַפּל פון דריי ברעטער, כאָטש נישט אַזוי דעטאַלירט ווי עס איז רעלאַטיוו גרינג קאַמפּערד צו אייַזן נעגל. האָלץ פּעגס קענען דעמאָלט האַלטן די ברעטער צוזאַמען, קעגנשטעלנדיק די קראַפט וואָס וואָלט זיי צעריסן, מיט וועגן דער זעלביקער פעסטקייט ווי אייַזן פּעגס. אין זייערע טעסץ, אָבער, זענען די ברעטער אין ביידע פאַלן דורכגעפאַלן איידער איינער פון די נעגל איז דורכגעפאַלן, אַזוי די שטאַרקערע נעגל זענען נישט אויסגעשטעלט געוואָרן.
זענען HW נעגל בעסער אין אנדערע וועגן? האָלצערנע שטעקער זענען לייטער, אבער די וואָג פון די סטרוקטור איז נישט בפֿרט געטריבן דורך די מאַסע פון ​​די שטעקער וואָס האַלטן עס צוזאַמען. האָלצערנע שטעקער וועלן נישט ראַסטן. אָבער, עס וועט נישט זיין אומדורכדרינגלעך צו וואַסער אָדער ביאָדעקאָמפּאָוז.
עס איז קיין ספק נישט אז דער מחבר האט אנטוויקלט א פראצעס צו מאכן האלץ שטארקער ווי נאטירלעך האלץ. אבער, די נוצלעכקייט פון הארדווער פאר יעדער באזונדערער ארבעט פארלאנגט ווייטערדיגע שטודיע. קען עס זיין אזוי ביליג און רעסורסן-לאז ווי פלאסטיק? קען עס קאנקורירן מיט שטארקערע, מער אטראקטיווע, אומענדלעך ווידער-ניצלעכע מעטאלענע אביעקטן? זייער פארשונג ברענגט ארויף אינטערעסאנטע פראגעס. אנגייענדע אינזשעניריע (און לעצטנס דער מארקעט) וועט זיי ענטפערן.