Искусственная древесина: Искусственная древесина

Искусственная древесина: Искусственная древесина

Содержание

Искусственная древесина

Синтетический материал является и крепким и универсальным

Синтетический материал является и крепким и
универсальным


Искусственная Древесина / источник Журнал Саентифик Американ №11 2018 архив новостей

Новый материал, обладающий легким весом, столь же крепкое, как и
древесина, но не имеет стандартных слабых характеристик
древесины, не горит и не впитывает воду.

Для создания синтетической древесины взяли раствор полимерной
смолы и добавили немного( щепотку) порошка хитозана, полимера
катионного полисахарида основного характера, получаемого из
панцирей крабов и креветки. Они высушили раствор методом
сублимации, получив в результате структуру, заполненную
крошечными порами и каналами, с подложкой из хитозана. Затем они
нагрели смолу до температуры 200 градусов Цельсия (для
вулканизации последней), создав таким образом крепкие химические
связи.

«Материал, полученный в результате таких действий и описанный в
августе в журнале « Развитие Науки» (Science Advances),
представляет собой устойчивое к смятию вещество, как и
древесина», —  говорит автор эксперимента Шу-Хонг Ю, химик,
специалист по материаловедению Университета Науки и техники Китая
( University of Science and Technology of China) в Хэфэй.

«Ускоренная сушка методом сублимации создает еще более
микроскопические каналы и поры, которые делают материал более
прочным», —  говорит Ю. «А чем выше поднимается температура,
сковывающей связи внутри смолы, тем крепче материал», — считает
команда экспериментаторов. «Добавка естественных или созданных
человеком волокон к смеси также может быть эффективной».

В отличие от настоящих деревьев, новому материалу не нужны годы,
пока он вырастет.  Кроме того, новый материал практически не
впитывает воду; образцы, погруженные в воду и в сильную кислотную
ванну, находились там  в течение 30 дней, практически не
растеряв или ослабив своих качеств, в то время как образцы дерева
Бальса, тестированного в таких же условиях, потеряли две трети
своей прочности и 40 процентов сопротивления к смятию. Новый
материал практически не поддавался возгоранию и прекращал гореть,
как только был удален из пламени.

«Имитационная древесина могла бы применяться в производстве
надежной стойкой тары», — говорит Леннарт Бергстром (Lennart
Bergstrom), ученый в области материаловедения Стокгольмского
Университета в Швеции, который не участвовал в данном
эксперименте. «Такое свойство нового синтетического материала как
пористость представляется важной, так как выполняет роль ловушки
воздуха, что могло бы сделать такое вещество отличным
изоляционным материалом, подходящим для строительства зданий», —
добавляет он.

Не оказывающие неблагоприятного воздействия на окружающую среду
альтернативы полимерным смолам  также смогли бы повысить
интерес к новому материалу.

 

Открывающее фото: Авторское право : Ronnachai
Limpakdeesavasd

Искусственная Древесина / фото и новость: 

источник Журнал Саентифик Американ №11 2018 архив новостей

Автор: Сид Перкинс

Перевод: Энигма Л.Н.

Искусственная древесина

Натуральные материалы, такие как древесина, растительные волокна, шелк, кожа, кость и рог столетиями используются людьми. Все они, по сути дела, являются композитами, состоящими из тонкого волокна (наполнителя) и смолообразного связующего.

В отличие от искусственных природные композиты имеют значительно более тонкую и сложную структуру. Например, волос толщиной 0,1 миллиметр состоит из молекул белка, сгруппированных в cубмикрофибриллы, которые в свою очередь образуют микрофибриллы более крупного размера и так далее — всего шесть уровней организации.

По многим характеристикам натуральные материалы превосходят свои искусственные аналоги. Интересное исследование было проведено в Центре биомиметики при университете британского города Рединг. Долговременное исследование природных материалов имело целью детальное изучение их микроструктуры, что позволило бы значительно улучшить качество искусственных композитов в случае, если будет найдена возможность воспроизвести строение натуральных материалов. В течение 20 лет в лабораториях Редингского университета проводились исследования механических характеристик древесины и других лигнинсодержащих растений,. Древесина — это натуральный композит, в структуре которого можно выделить четыре уровня организации: молекулярный, фибриллярный, клеточный и макроскопический. Основным химическим компонентом древесины является целлюлоза, молекула которой в свою очередь состоит из множества соединенных цепочкой молекул сахара. Эти молекулы сгруппированы в микрофибриллы, содержащие различное количество молекул на основе сахара, таких как гемицеллюлоза. Связующим для этих волокон является фенольный полимер лигнин. Целлюлозные фибриллы образуют стенки клеток дерева — трубчатые структуры диаметром 0,1 миллиметра и длиной в несколько миллиметров. Сложная трубчатая структура клеток дерева, изображенная на схеме, придает древесине высокую прочность.

В строении клеток дерева наблюдается четко различимая спиральная структура. Прочность на разрыв как мягких, так и твердых сортов древесины примерно в 10 раз выше, чем рассчитанная исходя из предположения, что при растяжении происходит вытягивание волокон целлюлозы из смолистого связующего. В действительности при растяжении образца древесины вдоль волокон трубчатые структуры эластично растягиваются, в стенках клеток образуются зазоры между витками спирали, но сами молекулы целлюлозы остаются целыми и выдерживают нагрузку. Изобразить этот процесс можно, растягивая свитую спиралью полоску бумаги или соломинку. Клетки дерева способны растягиваться на величину до 20 процентов. Это и придает дереву прочность. Так как это повышение прочности определяется не химическим составом, а структурными параметрами, то оно может быть воспроизведено для других материалов.

Первоначально при попытках воспроизведения строения древесины использовались цилиндрические трубки, изготовленные из спирально навитого стекловолокна, пропитанного термоотверждающейся смолой. Максимальная прочность на разрыв достигалась тогда, когда угол навивки волокна составлял 15 градусов к продольной оси древесной клетки.

Более легкой и дешевой оказалась другая технология, позаимствованная из производства рифленого картона. Из пропитанных смолой листов стекловолокна с параллельно расположенными волокнами формовали рифленые поверхности так, чтобы волокна располагались под углом 15 градусов к ребрам рифления. Затем отформованные листы складывались стопкой один на один, таким образом имитировались длинные пустотелые клетки древесины со спирально расположенными молекулами целлюлозы.

Механические испытания показали, что «искусственная древесина» при нагрузках ведет себя подобно настоящей и сочетает высокую ударопрочность, прочность на разрыв и малый вес. Искусственное дерево, как показали измерения, является самым прочным из известных искусственных материалов.

Результаты данного исследования дают возможность создать материалы, обладающие заданными прочностными характеристиками: устойчивостью к удару массивного тела, движущегося с малой скоростью (например, дубинки), удару ножа, а также пуленепробиваемостью. Рифленые композитные панели могут быть изготовлены на основе волокон углерода, кевлара, стекловолокна или их смеси, пропитанных эпоксидной смолой. В эксперименте исследовались панели с витой и параллельной структурой волокон. Ориентация волокон в определенном направлении, приводящая к различным прочностным показателям по разным осям образцов (снижение прочности в направлении, перпендикулярном направлению волокон), нейтрализовалась склеиванием панелей между собой подобно фанере.

Прочностные характеристики получаемого композита зависят от угла расположения волокон, размера рифления и толщины листа по отношению к величине «отверстий». При ударе происходят распределение энергии на большой площади и ее поглощение. Прочность материала после удара существенно не снижается, возможно его многократное использование.

Перспективы применения нового материала чрезвычайно широки. Это не только пуле- и ноженепробиваемая одежда, но и многие другие предметы, требующие особых свойств. Например, это могут быть мусорные урны и грузовые контейнеры для воздушных перевозок, куда террористы могут заложить бомбу, пуленепробиваемые стойки банковских и почтовых отделений, детали для бронированных автомобилей и бронетехники. Разработчики надеются также, что новый материал найдет применение для изготовления сверхпрочных самолетных крыльев, гоночных автомобилей и военных мостов.

Галина ЛЕВИТАН

Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 23 за 1997 год в рубрике материалы и технолгии

На повестке – искусственная древесина — Новости

Искусственной кожей или камнем сегодня никого не удивишь – эти материалы существуют на рынке уже несколько десятков лет и прочно вошли в наш обиход. Теперь настал черёд создания искусственной древесины, и следует признать, что в последнее время исследователям удалось добиться впечатляющих успехов в этой области.

Так, группа китайских ученых разработала технологию промышленного производства полимерной древесины на основе резола – термореактивного полимера, образующегося на начальной стадии синтеза фенолформальдегидной смолы. Для получения матрицы резол растворяют в кислотном растворе хитозана до образования гомогенной смеси, которую выливают в форму, помещенную на медную платформу, после чего подвергают сублимационной сушке с применением жидкого азота и в заключение производят отверждение при температуре +180°C. Руководитель группы Ю Шу Хонг поясняет: «Резол, который очень похож на природный лигнин, действует как «химическая сеть», удерживающая целлюлозные фибриллы в хитозане. Таким образом мы смогли создать матрицы, на которых при низких температурах растут кристаллы. На этой стадии в полимерную древесину можно включать различные частицы, например, ионы металлов, изменяя таким образом ее внешний вид или физические свойства». Искусственная древесина как внешне, так и по своей структуре очень похожа на натуральную, обладает такой же легкостью и прочностью, но при этом устойчива к воздействию огня и кислот.

А инженеры из Колумбийского университета пошли другим путём: они напечатали «цифровые бруски» оливкового дерева, используя воксельную технологию, позволяющую точно воспроизвести узор волокон и цветовые переходы по всей толще объекта. Для этого сначала были изготовлены томографические изображения нарезанных на станке с ЧПУ ультратонких кусочков древесины (толщиной 0,027 мм). Затем полученные 230 изображений были послойно напечатаны на принтере Stratasys J750 PolyJet – в результате получили полимерный аналог древесины, текстура которой воспроизведена не только на поверхности, но и в срезе. Ученые утверждают, что со временем воксельную технологию можно будет использовать для воспроизведения не только цвета, но и различных свойств материалов, например, жесткости.

 

Способна ли наука создавать искусственную древесину?

Ученые уже умеют создавать искусственное мясо, благодаря которому в будущем люди будут убивать меньше животных. Но искусственной древесины до сих пор не существует и поэтому мы вынуждены вырубать деревья и лишать животных естественной среды обитания. А ведь это тоже ведет к их постепенному вымиранию. К счастью, недавно американские ученые сделали первые шаги к решению этой проблемы. Они научились размножать клетки растений таким образом, чтобы из них в итоге получалась структура, которая своими свойствами очень похожа на настоящую древесину. Но главная особенность разработанной технологии состоит в том, что в теории древесине можно сразу же придавать нужную форму. Чтобы сделать стол или другую мебель, не нужно выращивать доски, пилить их крепить друг к другу. Просто нужно дать растительным клеткам размножаться, не выходя за определенные рамки.

Ученые сделали большой шаг к созданию искусственной древесины

Подробнее о том, что такое искусственное мясо и как оно создается, можно почитать в этом материале. Но сначала давайте поговорим про искусственную древесину.

Как производят искусственную древесину?

О новой технологии создания искусственной древесины было рассказано в научном издании New Atlas. Авторами научного открытия являются сотрудники Массачусетского технологического института во главе с профессором Эшли Беквит (Ashley Beckwith). В качестве сырья для производства искусственной древесины они решили использовать живые клетки, взятые из листьев растения цинния (Zínnia). Оно способно расти в любой точке планеты и часто используется в рамках научных работ. Например, в 2016 году цинния стало первым растением, которое зацвело на борту Международной космической станции.

Так выглядят цветы циннии. Вы наверняка их уже видели

В рамках новой научной работы исследователи извлекли живые клетки цинния и поместили их в питательную среду. Убедившись, что клетки начали воспроизводиться, ученые перенесли их в объемную форму, внутри которой они могли продолжить размножение. В клетки были добавлены растительные гормоны ауксин и цитокинин, чтобы они начали производить вещество, именуемое как лигнин. Именно оно придает древесине твердость — по сути, это и есть основа разрабатываемого материала. В конечном итоге, лигнин и растительные клетки заполнили пустоты внутри объемной формы.

Схема выращивания искусственной древесины

По словам ученых, изменяя концентрацию двух гормонов, искусственной древесине можно придавать разный уровень твердости. Только вот на данный момент они смогли создать только очень маленькую фигуру. И они не сообщили, сколько времени понадобилось для ее создания. Но если размножение клеток и производство лигнина занимает недели или хотя бы месяцы, это отличная технология. Производители мебели смогут выпускать относительно дешевую продукцию при создании которой не пострадало ни одно настоящее дерево. Но чтобы разработанная технология стала массовой, нужно провести много дополнительных исследований. Как минимум нужно проверить, насколько долговечными получаются изделия из искусственной древесины и не вредит ли этот материал здоровью людей.

Читайте также: Почему спутники изготавливаются из металла, а не дерева?

Для чего нужна искусственная древесина?

Ученые и сами знают, что им еще предстоит решить много вопросов. По словам одного из авторов исследования Луиса Фернандо Веласкес-Гарсия (Luis Fernando Velasquez-Garcia), им нужно выяснить, сработает ли такой трюк с живыми клетками, взятыми из листьев других растений. Ведь если производители мебели вдруг набросятся на упомянутые выше циннии, они очень быстро исчезнут с лица нашей планеты. Защитники природы могут вовремя взять их под охрану, но в этом случае на разработанной технологии по производству искусственной древесины можно будет ставить крест. Так что нужно надеяться, что клетки других растений взаимодействуют с лигнином таким же образом.

Структура искусственной древесины под микроскопом

Если вам интересны новости науки и технологий, подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен. Там вы найдете материалы, которые не были опубликованы на сайте!

Но американские ученые — не единственные, кто экспериментирует с древесиной. В 2019 году автор Hi-News.ru Илья Хель рассказал о том, как шведским ученым удалось разработать прозрачный материал, который обладает всеми древесными свойствами. Он довольно хорошо пропускает солнечный свет, но при этом поглощает и испускает тепло. Если такой материал когда-нибудь станет популярным, в мире могут появиться необычные дома, которые позволяют экономить на электричестве и отоплении. Только вот прозрачные дома — это что-то из романа «Мы» Замятина. А жить в таком будущем вряд ли кто-то захочет.

Ученые создали из полимера огнестойкую искусственную древесину

Zhi-Long Yu et al. / Science Advances, 2018

Китайские ученые создали из полимера искусственную древесину, которая по своему химическому составу и микроструктуре напоминает настоящую, но обладает большей огнестойкостью и лучше выдерживает воздействие воды и кислоты, говорится в статье, опубликованной в журнале Science Advances.

Дерево остается одним из самых распространенных конструкционных материалов из-за доступности и выгодного сочетания относительно высокой прочности, низкой плотности и теплопроводности. Ученые давно пытаются создать материалы с аналогичными свойствами на основе самой древесины или других материалов.

Группа ученых под руководством Шу-Хун Юй (Shu-Hong Yu) из Хэфэйской национальной лаборатории физических наук в микро-масштабе создала материал другого состава, но с аналогичной структурой. В качестве аналога лигнина в настоящем дереве ученые использовали резольную смолу, которая имеет похожую полифенольную структуру. Кроме того, исследователи использовали в качестве альтернативы резольной смоле меламинформальдегидную смолу.

Для изготовления искусственной древесины создается водный раствор, в который добавляют одну из двух смол, небольшой объем хитозана и уксусную кислоту. Раствор помещают в форму с дном из медной пластины, которую охлаждают жидким азотом. Из-за этого раствор застывает и во время застывания происходит процесс самоорганизации полимеров в матрицу из продолговатых каналов, аналогичную лигниновой матрице в древесине. После образования бруска из льда и полимерной матрицы его помещают в аппарат для вакуумной сушки, где удаляется вода, а затем нагревают до температуры не более 200 градусов Цельсия, за счет чего матрица полностью затвердевает.

Схема создания искусственной древесины

Zhi-Long Yu et al. / Science Advances, 2018

Исследования с помощью сканирующего электронного микроскопа показали, что полученный материал напоминает по своей структуре древесину. Толщина стенок матрицы составляет 3-5 микрометров, а ширина трубок несколько десятков микрометров. Эксперименты показали, что эти параметры зависят от концентрации полимера в исходном растворе, скорости охлаждения и температуры затвердевания полимера. Кроме «чистой» искусственной древесины ученые также создали композиты с добавлением других материалов, таких как оксид графена, а также оксид и карбид кремния.

Фотографии и микроструктуры настоящей древесины бальсы (A, B и C) и искусственной древесины

Zhi-Long Yu et al. / Science Advances, 2018

Ученые протестировали свойства искусственной древесины и сравнили их с настоящей. Для некоторых составов предел прочности на сжатие оказался равным 45 мегапаскалям, что сравнимо с некоторыми видами настоящей древесины. Вместе с тем, модуль упругости такого материала составляет до 700 мегапаскалей, что примерно на порядок меньше типичных значений для древесины. Также эксперименты показали, что месячная выдержка материала в воде или серной кислоте снижает его механические свойства, но не так сильно, как свойства древесины бальсы, с которой проводили аналогичный эксперимент. Кроме того, испытания показали, что искусственный материал обладает сравнимой теплопроводностью, но более огнестоек.

Некоторые ученые работают в другом направлении и разрабатывают методы создания более совершенных материалов на основе настоящей древесины. Например, в начале года американские исследователи описали метод повышения прочности древесины в 11,5 раз с помощью прессования и варки в щелочи. А другая группа ученых пересобрала волокна древесной целлюлозы в материал, который по своей прочности превосходит все известные биополимерные материалы, в том числе паучий шелк, а также многие сплавы, в том числе некоторые марки стали.

Григорий Копиев

ПЛАСТИФИЦИРОВАННАЯ ДРЕВЕСИНА | Наука и жизнь

В Институте
проблем химической физики РАН (пос.
Черноголовка Московской области)
разработана новая технология
обработки древесины, способная в
значительной мере изменить
производство современной мебели.

Давно прошли
времена, когда мебель в основном
изготовляли из дерева: дорогую — из
ценных пород, а ту, что подешевле, -
из простых (сосны, ели, березы). Но в
какой-то момент в массовом
производстве мебели все
изменилось. Рынок заполнился
шкафами-коробками из
древесностружечных плит (ДСП) с
синтетическим покрытием под ценные
породы дерева. Конечно, мебель из
древесины производят и теперь, но
очень дорогую. Ценные породы дерева
дороги сами по себе, а простые плохо
поддаются обработке, придающей их
поверхности приемлемый вид и
относительную долговечность.
Процесс такой обработки очень
трудоемок, и при изготовлении
дешевой мебели он просто не имеет
смысла: все равно окажется дорого.
Да и вид в конечном итоге у березы
останется «березовым», а уж
никак не станет «тисовым»,
поскольку ценные породы древесины
отличаются от мягких не только
цветом и твердостью, но и текстурой
— рисунком на срезе.

Попытки же
изменить свойства недорогой
древесины (модифицировать ее)
введением
полимеров-пластификаторов привели
к образованию совсем нового
искусственного материала, который
деревом можно называть только с
очень большой натяжкой.

Разработанная в
Черноголовке технология тоже
делает древесину пластичной
(пластифицирует), но не добавляя в
нее какие-либо сторонние вещества,
а используя те, что входят в ее
состав. Суть способа пока
составляет «секрет фирмы»,
известно лишь название нового
метода — баротермодиффузионный.

Текстура дерева
после обработки этим способом
деформируется так, что оно
становится очень похожим на ценные
породы. Испытания показали, что по
плотности и влагостойкости
искусственная ценная древесина не
уступает настоящей. А главное, что
по всему (в том числе и на ощупь) она
остается деревом.

Искусственная древесина, которая не горит в огне

Дерево является, вне всякий сомнений, хорошим строительным и декоративным материалом, однако его использование сопряжено с массой не самых приятных моментов начиная со стоимости и вреда для экологии из-за массовой вырубки лесов и заканчивая высокой пожароопасностью. Однако группа китайских исследователей создала материал, который решает сразу все вышеописанные проблемы.

 

«Синтетическое» дерево внешне и на микроскопическом уровне напоминает волокна настоящего дерева, имея и подобные свойства: прочность, способность удерживать тепло и так далее, однако плюс ко всему оно устойчиво к воздействию высоких температур, а также кислот. Как сообщает издание Science Advances, за разработку отвечает группа сотрудников Хэфэйской национальной лаборатории физических наук. Основной материал — синтетический полимер, который кристаллизуется на полимерной матрице, связываясь с другими компонентами, образуя структуру, подобную древесине.

Схема изготовления дерева на основе полимеров

Эксперты использовали резольную и меламинформальдегидную смолы, а также смесь ароматических веществ, из которых на 30% состоит древесина лиственных и хвойных пород. При этом заменяя вспомогательные компоненты можно также менять цвет и другие свойства готового материала. Для создания «синтетического» дерева ученые поместили вышеозначенные смолы в водный раствор, хитозан и уксусную кислоту.

Структура полимера «искусственного» дерева

После этого все перенесли в медную емкость с жидким азотом, что позволило веществам построить матрицу из продолговатых каналов. Затем произвели вакуумную сушку и дали материалу затвердеть при температуре в 200 градусов по Цельсию. Получившийся материал показал устойчивость к воздействию огня, едких кислот, а также к сжатию в 45 Мпа. Более того, воздействие воды не разрушает структуру нового материала, а лишь немного снижает его механические свойства.

Геннадий

Синтетический настил — преимущества и недостатки искусственного дерева

Сахар или кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы? Хлопок или полиэстер? Дерево или синтетическая альтернатива? Ясно, что у оригинальных материалов и их искусственных имитаций есть свои плюсы и минусы, но когда дело доходит до выбора материала для колоды, что лучше делать естественным или лучше встать на сторону технического прогресса? Мы в Garuda Decks специализируемся на строительстве открытых дворов и объединили некоторые из наиболее заметных преимуществ и недостатков строительства из синтетической древесины.Вот некоторые из наших выводов.

Фон

Синтетическая древесина является растущим рынком в течение последнего десятилетия и предлагает некоторые значительные преимущества по сравнению с натуральной древесиной, однако до недавнего времени было очень ограниченное разнообразие цветов и стилей синтетических настилов, что оттолкнуло многих строителей, которые искали заменитель древесины. В настоящее время существует более 60 различных брендов синтетического настила, каждый из которых предлагает собственную коллекцию имитаций деревянных схем, цветов и узоров.

Плюсы

Вот некоторые из потенциальных преимуществ отказа от природы в пользу синтетики

Weather Resistant — синтетический настил устойчив к погодным условиям, никогда не поддается воздействию плесени, грибка или дождя. Из-за водонепроницаемости синтетики погодные условия не влияют на устойчивость и не ухудшают общее качество деки.

Техническое обслуживание — Синтетические настилы не только устойчивы к атмосферным воздействиям, но и просты в уходе. Уборка — это легкий ветерок, так как палубу можно просто промыть из шланга, а поскольку она сделана не из дерева, термиты и другие насекомые, обитающие в деревянных домах, никогда не будут проблемой.

Установка — синтетические настилы могут быть легко установлены с помощью обычных электроинструментов, что упрощает процесс сборки настилов.

«Зеленый» — Многие синтетические настилы сделаны из переработанного пластика и являются экологически чистой альтернативой пиломатериалам.

Разнообразие — Как упоминалось ранее, существует более 60 марок синтетического настила, каждая из которых имеет множество индивидуальных коллекций. Кроме того, существует множество доступных материалов, таких как композит на основе полиэтилена, композиты на основе полипропилена, бездревесные пластмассы, продукты на основе летучей золы и многое другое.

Минусы

Стоимость — Синтетический настил по-прежнему примерно в 3-5 раз дороже, чем дерево, обработанное под давлением.

Посмотрите — Никто не может отрицать, что, хотя есть много пластиковых колод с деревянным рисунком, ни одна из них на самом деле не похожа на дерево. Возможно, на расстоянии никто не сможет сказать, но вблизи нельзя отрицать, что поддельное дерево — это именно такая … поддельная.

Фурнитура — Поскольку синтетический настил намного плотнее и примерно в два раза тяжелее дерева, фурнитура, связанная с синтетикой, более прочная и адаптирована к синтетической деке.Это не обязательно проблема, но это конкретное изменение по сравнению с традиционными материалами колоды.

Доступность — Несмотря на то, что синтетические деки становятся все более доступными, синтетические деки представлены в разнообразных вариантах, с небольшим единообразием по всей стране. Хотя вы можете найти материал для колод, который вам больше всего понравится, нет гарантии, что он постоянно будет в наличии в количестве, необходимом для вашего продукта.

Долговечность — Поскольку синтетический настил относительно новый, до сих пор не известно, насколько он продержится с течением времени.Мы видели, как деревянные колоды прослужили более 40 лет, но мы еще не можем сказать то же самое о синтетике. Синтетика, как правило, почти в 2 раза тяжелее дерева, но мы также видели, что древесно-пластиковые композиты становятся более гибкими в условиях высоких температур.

В Garuda Custom Decks, Inc. мы проектируем и строим индивидуальные конструкции дворов, включая террасы, веранды, беседки, беседки и многое другое. Если вы подумываете о новой конструкции для отдыха, проконсультируйтесь с нашими специалистами по настилу, чтобы узнать, какие материалы могут подойти для ваших конкретных нужд.Свяжитесь с нами сегодня, заполнив форму на нашей веб-странице, или позвоните нам по телефону (919) 460-8802.

Хороши ли искусственные пожарные шторы?

Q: Я купил свой первый дом с камином и не знаю, какие поленья использовать. Хороши ли искусственные пожарные бревна? Любые советы будут оценены.

Java-Log от Pine Mountain

Java-Log горел дольше всех с лучшим пламенем и производил больше тепла, чем другие бревна, которые мы пробовали.

Варианты покупки

* На момент публикации цена составляла 32 доллара.

A: Хотя нет ничего лучше, чем теплый потрескивающий дровяной камин, чтобы сделать холодную зимнюю ночь уютной или добавить романтики к ужину, дровяной камин может быть неприятностью, которую нужно поддерживать и убирать после. В зависимости от того, где вы живете, бывает сложно найти колотые дрова по приемлемой цене. Искусственные топки могут стать хорошей заменой дровам в каминах, если вы знаете о некоторых компромиссах.

Искусственные топки для костра, сделанные в основном из опилок и воска, создают большую часть атмосферы настоящего дровяного костра с меньшими затратами на работу.Только не жарьте над ними каштаны. Фото: Grant Clauser

Искусственные топки — это в основном большие свечи. Большинство из них производится из постиндустриальных опилок, целлюлозы и воска. Поскольку они сделаны из переработанных материалов, топки считаются более экологически чистыми, чем обычные дрова, и производят меньше выбросов, в том числе угарного газа. Производители заявляют, что при сжигании шлаков образуется на 80 процентов меньше мелких частиц и на 75 процентов меньше угарного газа, и независимые исследования (PDF) подтверждают эти утверждения.Однако топки не производят столько одного из самых полезных побочных продуктов горения древесины: тепла.

На сайте Science 2.0 поясняется, что теплосодержание стандартного дровяного дерева белого дуба составляет около 6 983 БТЕ на фунт, а теплосодержание 5-фунтовой бревна — от 12 000 до 14 000 БТЕ на фунт. Однако загвоздка в том, что в соответствии с инструкциями производителя, вы должны сжигать только один пожарный бревно. Во время одного и того же трехчасового сжигания дров можно использовать до 25 фунтов расколотых бревен, генерируя намного больше тепла за один огонь.Не ждите, что мокрые варежки высушат у искусственного огня.

Искусственные топки выглядят уютно и тепло, но они производят очень мало полезного тепла по сравнению с деревом. Фото: Грант Клаузер

Самая главная привлекательность пожарных в том, что они легкие. Они зажигаются без суеты, непрерывно горят в течение двух-трех часов, а когда они закончатся, у вас останется только подметать небольшую кучку пепла. Дровяной пожар требует постоянного внимания, и даже когда пламя погасло, горячие угли могут тлеть часами. Когда дерево горит, оно может лопнуть и испускать искры, которые могут даже пройти сквозь экран.Шпаги не зажигают искр, и хотя они могут расколоться при горении, в большинстве случаев они просто остаются на одном месте, постепенно разрушаясь. Дрова не производят запаха дров, который нравится многим, а некоторые даже пахнут «химическими веществами» при горении, но большинство из них вообще не будет издавать никакого запаха, если ваш камин правильно вентилируется. (Совет: трубочист сказал мне, что для получения хорошей тяги в дымоходе после того, как вы откроете заслонку, откройте дверь или окно в той же комнате, что и камин, на минуту, а затем разожгите огонь.)

Я опробовал множество популярных топок, записал их характеристики горения, измерил их время горения и отслеживал их температуру (поместив термометр в камин). Из шести опробованных нами моделей бревно Java-Log от Pine Mountain давало лучшее пламя в течение большей части времени, а также горело примерно на 20 градусов теплее, чем большинство других бревен, которые мы пробовали. Как следует из названия, журналы Java-Log частично состоят из переработанной кофейной гущи, и они действительно пахнут кофе, прежде чем сгорят.Однако, когда они горели, я не заметил запаха кофе в доме, а снаружи стоял тот же восково-бумажный запах, что и все остальные бревна. В пакете это называется трехчасовым журналом, а у меня почти четыре часа. Одна вещь, которая мне особенно понравилась в Java, — это то, что пламя оставалось неизменно большим, от 6 до 8 дюймов, на протяжении всего горения, и пламя не просто двигалось сверху. Все бревно было охвачено, так что на него было приятнее смотреть.

Примерно за ту же цену стандартное 5-фунтовое бревно Duraflame горело в течение трех часов и в течение первого часа давало в основном от 4 до 6 дюймов пламени, но после этого пламя утихло до уровня укротителя на 3 дюйма.

Бревно Crackleflame от Duraflame предназначено для создания хлопков и потрескивания натурального дерева, и в моем тесте оно имело место, но только в течение первых 30-40 минут. Бревно выгорело менее чем за два с половиной часа.

Неожиданным успехом оказался бюджетный журнал Everyday Essentials (фирменный бренд Redner Supermarket, недоступный в Интернете). Это небольшое бревно, которое стоило всего 2,60 доллара, сначала освещалось так неравномерно, что выглядело как Тутси-ролл с пламенем на каждом конце, но в конечном итоге все бревно загорелось, образовав пламя от 3 до 6 дюймов и продолжалось почти четыре часа.

Я надеялся, что бревно Duraflame Gold, которое стоит вдвое дороже любого другого, даст более впечатляющий огонь. В течение первых 30 минут он горел с пламенем до 10 дюймов, но после этого он загорелся так же, как и стандартный Duraflame, и сгорел всего за два часа. Кроме того, он пах больше химическими веществами, чем все остальные. После того, как пламя погасло, пепел слипся и тлел больше, чем другие бревна, а это значит, что вам нужно дольше держать заслонку открытой, чтобы дом не вонял.

Для разжигания костра не нужны никакие растопки и стартеры. Просто зажгите бумажную обертку в том месте, куда вас направят инструкции. Фото: Grant Clauser

В связи со всем этим следует отметить одну вещь: время горения может варьироваться в зависимости от тяги в камине. Больше воздушного потока означает более быстрое сгорание. Кроме того, если бревно расколется во время горения, большая его часть подвергнется воздействию пламени, что также означает, что оно будет гореть быстрее.

Ни один из этих боровов не предназначен для приготовления пищи и не предназначен для приготовления пищи.Воск, который скрепляет их вместе, сделает ваш зефир или хот-доги как минимум странным на вкус и, возможно, может вызвать тошноту. Duraflame производит продукт под названием «Жареные поленья» для использования в уличных каминах или кострах, и хотя они одобрены для приготовления пищи, они не разжигают красивое пламя домашних поленьев, и они не такие уж легкие. забыть как домашние пожарные. Если я хочу приготовить s’mores или поджарить хот-дог на палочке, я использую дрова.

Если вы сжигаете настоящие дрова, вы можете отказаться от дорогостоящих поджигателей и просто сделать их сами.Наполните чашки старых бумажных коробок для яиц (не из пенополистирола) ворсинками сушилки, затем налейте на них расплавленный воск (я использую воск прямо из ароматизированных свечей в банках). Поместите два из них под дрова для растопки и зажгите их. Они будут гореть 30 минут пламенем, достаточным для того, чтобы разогнать остатки дров.

Искусственные топки — хорошая замена деревянным бревнам?

При неправильном использовании камин может быстро стать источником возгорания. Практически все, что следует сжигать в камине из соображений безопасности, — это выдержанные дрова.Единственное исключение — сжигание искусственных бревен — это нормально. Являются ли искусственные дрова хорошей заменой дровам, зависит от того, что для вас важно в дровах.

Удобство

Если вы в основном хотите наслаждаться огнем, не тратя много хлопот, искусственный пожар может быть идеальным решением. В конце концов, очень многое уходит на сжигание бревен. Дрова нужно разрезать, расколоть и хранить в месте, где они могут просохнуть. Наконец, его можно отнести в дом для костра.Но сначала вы должны знать, как развести огонь, чтобы дрова могли гореть эффективно и чтобы не было лишнего и ненужного древесного дыма. За огнем нужно постоянно ухаживать и наблюдать, пока он не погаснет.

Дрова можно купить во многих магазинах, включая продуктовые. Вы просто читаете указания и зажигаете бревно, как указано. Искусственные топки легко разжечь, и они горят в среднем от 2 до 4 часов, а иногда и дольше. Если вы купите связку предварительно нарезанных дров в местном магазине, это будет не так идеально или удобно, поскольку вам не предоставят необходимую растопку, а поленья могут быть слишком большими, чтобы разжечь достаточный огонь.

√ Искусственные пожарные шторы удобнее.

Безопасность

Настоящее дерево горит намного горячее, чем искусственный пожарный дрова. Горящий огонь дровами создает гораздо больший риск пожара в дымоходе. На самом деле маловероятно, что искусственное пожаротушение когда-либо могло вызвать возгорание креозота в облицовке дымохода. На самом деле это еще одна проблема безопасности, поскольку дрова образуют легковоспламеняющиеся отложения, которые накапливаются внутри дымохода. Таким образом, дрова увеличивают вероятность опасного пожара в дымоходе двумя способами, а поддельные костры — нет.

√ Искусственные пожарные шторы безопаснее.

Загрязняющие вещества

Причина, по которой существуют крайние ограничения на то, что можно сжигать в камине, заключается в токсинах, которые могут выделяться, например, при горении цветной бумаги — чего всегда следует избегать. Даже обработанная древесина выделяет опасные токсины. Искусственные пожарные шторы бывают разные. Исследования показывают, что топки более экологичны, чем настоящие дрова. По мнению экспертов, искусственные топки производят на 50% меньше дыма, на 85% меньше угарного газа и на 70% меньше твердых частиц, чем дрова.

√ Искусственные топки более экологичны.

Тепло

Когда дело доходит до тепла, тип имеющегося у вас камина в значительной степени определяет, сколько тепла оно выделяет. Искусственные топки делают из самых разных материалов. Когда стали доступны топочные бревна, они обычно всегда делались из опилок и воска; и они производили значительное количество тепла. Сегодня вы можете получить искусственные топки, сделанные из кофейной гущи, и они выделяют более 25% тепла, выделяемого топками из опилок.Кроме того, кофейные костры порождают более яркое и красочное пламя. Однако при горении они не создают заметного кофейного аромата. Кроме того, никакие искусственные топки не производят столько тепла, сколько можно получить от дровяного камина.

√ Искусственные топки не дают столько тепла, как дрова.

Стоимость

Если говорить о стоимости, то искусственные топки могут заменить дрова только в том случае, если вы не пользуетесь камином очень часто.Имеет смысл использовать искусственные дрова для случайного пожара, даже если вы получаете дрова бесплатно, так как вы можете продумать все шаги, связанные с использованием дров.

√ Искусственные топки имеют смысл с точки зрения затрат, если вы нечасто используете камин.

Атмосфера

Искусственные пожарные бревна могут создать ту атмосферу, к которой вы так стремитесь, если вам просто нужно беспроблемное пламя с легкой очисткой. Некоторые искусственные пожарные швабры производят треск и треск натурального дерева, но, как сообщается, эффект длится всего около 30 минут от общего времени горения.Дровяные костры предлагают многое, между пламенем и положением бревен во время их горения. Аромат дров отсутствует и у фальшивых костров.

√ Искусственные топки почти не могут имитировать общую атмосферу настоящих дров.

Техническое обслуживание дымохода

Независимо от того, какое бревно вы сжигаете, искусственное или настоящее, важно ежегодно проверять дымоход. Вы можете обратиться к профессионалам в Hudson Valley Chimney для получения надежных услуг по обслуживанию дымоходов.

Новый масштабируемый метод производства искусственной древесины из синтетических смол — Technology News, Firstpost

Индо-азиатская служба новостей 13 августа 2018 г. 13:32:08 IST

Китайские ученые разработали новую стратегию для крупных предприятий. масштабное производство искусственной древесины на основе биологических материалов, которая проявляет легкие и высокопрочные свойства с механической прочностью, сопоставимой с прочностью натурального дерева.

В исследовании , опубликованном в пятницу в журнале Science Advances , описаны высокоэффективные полимерные материалы с ячеистой микроструктурой, подобной дереву.

Исследовательская группа под руководством Юй Шухонга из Университета науки и технологий Китая (USTC) преобразовала традиционную фенольную смолу и меламиновую смолу в искусственные древесные материалы путем самосборки и процесса термоотверждения, сообщает агентство Xinhua : .

Их стратегия предоставила новый путь к производству и разработке широкого спектра высокоэффективных биомиметических инженерных композитных материалов с желаемым множеством функций и преимуществ по сравнению с традиционными аналогами, имеющих широкий потенциал применения во многих технических областях.

Моделирование био-вдохновленных структур, воспроизведенных в исследовании. Изображение: Публикация в Science Advances

Жидкие термореактивные смолы сначала «однонаправленно» замораживали для получения «сырого тела» с ячеистой структурой, после чего следовало термоотверждение для получения искусственной полимерной древесины. Они легко регулируются по размеру пор и толщине стенок.

Исходя из водного раствора, эта стратегия также представляет собой зеленый подход к изготовлению многофункциональной искусственной древесины путем объединения различных наноматериалов, таких как целлюлоза нановолокон и оксид графена, согласно исследованию.

По сравнению с натуральной древесиной, искусственная древесина имеет лучшую коррозионную стойкость к воде и кислотам без ухудшения механических свойств. Также они обладают лучшей теплоизоляцией и огнестойкостью.

Искусственная полимерная древесина отличается от других технических материалов, таких как ячеистые керамические материалы и аэрогели, с точки зрения удельной прочности и теплоизоляционных свойств.

Как своего рода материалы для биомиметической инженерии , это новое семейство биоинженерных полимерных древесных материалов должно заменить натуральное дерево при использовании в суровых условиях окружающей среды, — сказал Юй.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.
    Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г.,
    браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.
    Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с вашим системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie
потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт
не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к
остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.
    Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г.,
    браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.
    Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с вашим системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie
потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт
не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к
остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Искусственная древесина — TECHNOLOGY Scientific European SCIEU

Ученые изготовили искусственное дерево из синтетических смол, которое, имитируя натуральное дерево, демонстрирует улучшенные свойства для многофункционального использования

Древесина — это органическая волокнистая ткань, встречающаяся в деревьях, кустах и ​​кустарниках. Древесину можно назвать самым полезным и, пожалуй, самым универсальным материалом на планете Земля. Он использовался в течение тысяч лет для различных целей и широко известен своей низкой плотностью и высокой прочностью.Уникальная анизотропная ячеистая структура (то есть различные свойства в разных направлениях) древесины придает ей удивительные механические свойства, а также делает ее прочной, жесткой, но все же легкой и гибкой. Древесина имеет высокую прочность на сжатие и низкую прочность на разрыв. Древесина является экологически чистой и недорогой, сверхпрочной, долговечной и долговечной, и ее можно использовать для строительства чего угодно, от изготовления бумаги до строительства домов.

Природа уже предоставила нам такие удивительные материалы, как дерево.Тем не менее, природа всегда вдохновляет нас на проектирование и разработку высокоэффективных биомиметических инженерных материалов, которые могут «имитировать» удивительные свойства биоматериалов, уже обнаруженных в природе. Уникальность древесины заключается в ее анизотропной ячеистой структуре, низкой плотности и высокой прочности. В недавнем прошлом ученые пытались разработать материалы с учетом этой концепции, чтобы воспроизвести такие свойства древесины, как высокая прочность и легкость.Однако большая часть исследований привела к неудовлетворительным результатам, поскольку разработанные материалы имели тот или иной недостаток. Создание искусственных материалов, подобных дереву, по-прежнему остается серьезной проблемой для инженеров. Это очень важно, потому что для выращивания натурального дерева требуются десятилетия, а время и эффективность являются сильным критерием при поиске материала, похожего на натуральное дерево.

ОБЪЯВЛЕНИЕ

Биологически активная древесина

Исследователи из Университета науки и технологий Китая разработали новую стратегию крупномасштабного производства искусственной полимерной древесины с биоинспирированием.Этот искусственный материал имеет ячеистую микроструктуру, напоминающую древесину, хорошую управляемость в микроструктурах и демонстрирует такие свойства, как легкость и высокая прочность, аналогичные механическим свойствам натурального дерева. Исследователи заявляют, что этот новый материал так же прочен, как натуральное дерево, в отличие от любых других искусственных пород дерева, исследованных до настоящего времени.

Древесина, встречающаяся в природе, содержит природный полимер лигнин, который делает древесину прочной. Лигнин связывает мелкие кристаллиты целлюлозы вместе в сетчатую структуру, создавая высокую прочность.Исследователи подумали о воспроизведении лигнина с помощью синтетического полимера под названием резол, который имеет аналогичные свойства. Они успешно преобразовали традиционно доступные резолы (фенольную смолу и меламиновую смолу) в материал, подобный искусственному дереву. Превращение было достигнуто, сначала используя свойства самосборки полимерного резола, а затем подвергнув его отверждению. Для достижения самосборки жидкие смолы для термостатов замораживали в одном направлении, а затем отверждали (сшивали или полимеризовали) при температурах не более 200 градусов Цельсия.Произведенная искусственная древесина имеет ячеистую структуру, очень напоминающую структуру натурального дерева. Впоследствии термическое отверждение — процесс, состоящий из химического изменения под воздействием температуры (в данном случае полимеризации) резоля — был проведен для производства искусственной полимерной древесины. Размер пор и толщину стенок такого материала можно контролировать вручную. Мало того, кристаллиты, которые образуются при разрешении, также могут быть изменены в зависимости от требований к породе древесины. Цвет также можно изменить, добавляя или переключая кристаллиты, которые удерживают раствор.Когда эта искусственная древесина сжимается, она проявляет сопротивление, подобное ее натуральному аналогу. Подход, описанный в исследовании, также можно назвать зеленым подходом к приготовлению искусственной древесины, в которой можно использовать компост из наноматериалов, таких как нановолокна целлюлозы и оксид графена.

Интересно, что искусственная древесина демонстрирует лучшую коррозионную стойкость к воде и кислотам по сравнению с натуральной древесиной, при этом не предполагая ухудшения ее механических свойств. Это означает, что искусственное дерево может противостоять экстремальным погодным явлениям и будет лучше обеспечивать защиту.Он также показывает лучшую теплоизоляцию и повышенную стойкость к возгоранию и не может легко воспламениться, как натуральное дерево, главным образом потому, что резол является огнестойким. Это может быть благом для таких секторов, как производство и строительство, особенно жилых домов, которые загораются при строительстве из натурального дерева. Материал идеально подходит для жестких и суровых условий окружающей среды, поскольку он значительно улучшен по сравнению с натуральным деревом. Он уникален по сравнению со стандартными инженерными материалами, такими как ячеистая керамика и аэрогели, с точки зрения прочности и теплоизоляционных свойств.Он также более эффективен, чем большинство композитов пластик-дерево, из-за своей более высокой прочности. Инженерная древесина обладает множеством свойств, которые делают ее более эффективной.

Новая стратегия, описанная в этом исследовании, опубликованном в журнале Science Advances , открывает новые возможности для производства и разработки разнообразных высокоэффективных композитных материалов для биомиметической инженерии, которые будут иметь некоторые значительные преимущества перед своими традиционными аналогами.

Previous PostNextNext Post

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.