Dolar 13,7033
Euro 15,5541
Altın 785,05
BİST 2.005
Adana Adıyaman Afyon Ağrı Aksaray Amasya Ankara Antalya Ardahan Artvin Aydın Balıkesir Bartın Batman Bayburt Bilecik Bingöl Bitlis Bolu Burdur Bursa Çanakkale Çankırı Çorum Denizli Diyarbakır Düzce Edirne Elazığ Erzincan Erzurum Eskişehir Gaziantep Giresun Gümüşhane Hakkari Hatay Iğdır Isparta İstanbul İzmir K.Maraş Karabük Karaman Kars Kastamonu Kayseri Kırıkkale Kırklareli Kırşehir Kilis Kocaeli Konya Kütahya Malatya Manisa Mardin Mersin Muğla Muş Nevşehir Niğde Ordu Osmaniye Rize Sakarya Samsun Siirt Sinop Sivas Şanlıurfa Şırnak Tekirdağ Tokat Trabzon Tunceli Uşak Van Yalova Yozgat Zonguldak
İstanbul 13 °C
Sağanak Yağışlı

Bilim İnsanları Paslanmaz Çelikten 3 Kat Daha Keskin Sertleştirilmiş Tahta Bıçağı Yaptı

22.10.2021
127
Bilim İnsanları Paslanmaz Çelikten 3 Kat Daha Keskin Sertleştirilmiş Tahta Bıçağı Yaptı

Mevcut en keskin bıçaklar, her ikisi de aşırı sıcaklıklarda fırınlarda dövülmesi gereken insan yapımı malzemeler olan çelik veya seramikten yapılır. Şimdi, araştırmacılar keskin bıçaklar yapmak için potansiyel olarak daha sürdürülebilir bir yol geliştirdiler: sertleştirilmiş ahşap kullanmak. 20 Ekim’de sunulan yöntemNS, 2021, dergide Önemli olmak, ahşabı 23 kat daha sert hale getirir ve malzemeden yapılmış bir bıçak, paslanmaz çelik bir yemek masası bıçağından neredeyse üç kat daha keskindir.

Çalışmanın kıdemli yazarı ve Maryland Üniversitesi’nde malzeme bilimcisi olan Teng Li, “Bıçak, orta derecede iyi pişmiş bir bifteği bir yemek masası bıçağına benzer bir performansla kolayca keser” diyor. Daha sonra sertleştirilmiş ahşap bıçak yıkanabilir ve yeniden kullanılabilir, bu da onu çelik, seramik ve tek kullanımlık plastik bıçaklara umut verici bir alternatif haline getirir.

Li ve ekibi, malzemelerinin geleneksel çelik çiviler kadar keskin ahşap çiviler üretmek için kullanılabileceğini de gösterdi. Çelik çivilerin aksine, ekibin geliştirdiği ahşap çiviler paslanmaya karşı dayanıklıdır. Araştırmacılar, bu ahşap çivilerin, çiviye herhangi bir zarar vermeden üç tahtayı birbirine çakmak için kullanılabileceğini gösterdi. Bıçak ve çivilere ek olarak Li, gelecekte malzemenin çizilmeye ve aşınmaya karşı daha dayanıklı parke döşeme yapmak için kullanılabileceğini umuyor.

Li’nin sertleştirilmiş ahşap üretme yöntemi yeni olsa da, genel olarak ahşap işleme yüzyıllardır var. Bununla birlikte, ahşap mobilya veya yapı malzemeleri için hazırlandığında, yalnızca buhar ve sıkıştırma ile işlenir ve malzeme şekillendirildikten sonra bir miktar geri döner. Li, “Günlük yaşamınızda kullandığınız sert malzemelere baktığınızda, bunların birçoğunun insan yapımı malzemeler olduğunu görüyorsunuz çünkü doğal malzemeler ihtiyaçlarımızı mutlaka karşılamayacaktır” diyor.

“Ahşabın ana bileşeni olan selüloz, seramik, metal ve polimer gibi mühendislik malzemelerinin çoğundan daha yüksek bir mukavemet-yoğunluk oranına sahiptir, ancak mevcut ahşap kullanımımız tam potansiyeline zar zor dokunmaktadır” diyor. Genellikle inşaatta kullanılmasına rağmen, ahşabın gücü selülozun gücünden daha düşüktür. Bunun nedeni, ahşabın sadece %40-50 selülozdan oluşması, geri kalanının ise bağlayıcı görevi gören hemiselüloz ve ligninden oluşmasıdır.

Li ve ekibi ahşabı, selüloz iskeletini tahrip etmeden daha zayıf bileşenleri kaldıracak şekilde işlemeye çalıştı. Li, “Bu iki aşamalı bir süreç” diyor. “İlk adımda ahşabı kısmen delignifiye ediyoruz. Tipik olarak, ahşap çok serttir, ancak ligninin çıkarılmasından sonra yumuşak, esnek ve biraz yumuşacık hale gelir. İkinci adımda, suyu yoğunlaştırmak ve uzaklaştırmak için kimyasal olarak işlenmiş ahşaba basınç ve ısı uygulayarak sıcak pres yapıyoruz.”

Malzeme işlenip istenilen şekle getirildikten sonra ömrünü uzatmak için madeni yağ ile kaplanır. Selüloz suyu emme eğilimindedir, bu nedenle bu kaplama, kullanım sırasında ve lavaboda veya bulaşık makinesinde yıkandığında bıçağın keskinliğini korur.

Li ve ekibi, yüksek çözünürlüklü mikroskopi kullanarak, mukavemetinin kaynağını belirlemek için sertleştirilmiş ahşabın mikro yapısını inceledi. Li, “Bir malzeme parçasının gücü, boşluklar, kanallar veya çukurlar gibi kusurların boyutuna ve yoğunluğuna çok duyarlıdır” diyor. “Doğal ahşabı işlemek için kullandığımız iki aşamalı süreç, doğal ahşaptaki kusurları önemli ölçüde azaltır veya ortadan kaldırır, böylece ağaçta su veya diğer besin maddelerini taşıyan kanallar neredeyse yok olur.”

Bu ahşap sertleştirme işlemi, diğer insan yapımı malzemelerin imalatından daha fazla enerji verimli olma ve daha düşük çevresel etkiye sahip olma potansiyeline sahiptir, ancak kesin olarak söylemek için daha derinlemesine analiz yapılması gerekir. İlk adım, ahşabı 100°’de kaynatmayı gerektirir. Santigrat partiden partiye potansiyel olarak yeniden kullanılabilecek bir kimyasallar banyosunda. Karşılaştırma için, seramik yapmak için kullanılan işlem, birkaç bin santigrat dereceye kadar ısıtma malzemeleri gerektirir.

Li, “Mutfağımızda kesme tahtası, yemek çubuğu veya oklava gibi çok uzun süredir kullandığımız birçok ahşap parça var” diyor. “Bu bıçaklar da, onları yeniden yüzeye çıkarırsanız, keskinleştirirseniz ve aynı düzenli bakımı yaparsanız birçok kez kullanılabilir.”

Referans: “Çelik ve plastiğe yenilenebilir bir alternatif olarak sertleştirilmiş ahşap”, Bo Chen, Ulrich H. Leiste, William L. Fourney, Yu Liu, Qiongyu Chen ve Teng Li, 20 Ekim 2021, Önemli olmak.
DOI: 10.1016/j.mat.2021.09.020

Bu çalışma İleri Araştırma Projeleri Ajansı – Enerji tarafından desteklenmiştir.

.

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.