Dar û metalên xwezayî bi hezaran salan e ku ji bo mirovan materyalên avahîsaziyê yên girîng in. Polîmerên sentetîk ên ku em jê re dibêjin plastîk, îcadkirinek dawî ne ku di sedsala 20-an de teqiyan.
Hem metal û hem jî plastîk xwedî taybetmendiyên ku ji bo karanîna pîşesazî û bazirganî pir guncaw in in. Metal xurt, hişk û bi gelemperî li hember hewa, av, germ û zexta domdar berxwedêr in. Lêbelê, ew ji bo hilberandin û rafinandina hilberên xwe bêtir çavkaniyan (ku tê vê wateyê ku bihatir in) hewce dikin. Plastîk hin fonksiyonên metal peyda dike dema ku girseya kêmtir hewce dike û hilberîna wê pir erzan e. Taybetmendiyên wan dikarin ji bo hema hema her karanînê werin xweş kirin. Lêbelê, plastîkên bazirganî yên erzan materyalên avahiyê yên xirab çêdikin: amûrên plastîk ne tiştek baş in, û kes naxwaze di xaniyek plastîk de bijî. Wekî din, ew pir caran ji sotemeniyên fosîl têne rafin kirin.
Di hin karan de, darê xwezayî dikare bi metal û plastîkan re pêşbaziyê bike. Piraniya xanîyên malbatî li ser çarçoveya darîn têne çêkirin. Pirsgirêk ev e ku darê xwezayî pir nerm e û piraniya demê bi hêsanî ji ber avê zirarê dibîne û nikare şûna plastîk û metal bigire. Gotarek ku vê dawiyê di kovara Matter de hatî weşandin, afirandina materyalek darîn a hişk vedikole ku van sînordaran derbas dike. Ev lêkolîn bi afirandina kêr û mixên darîn bi dawî bû. Kêrê darîn çiqas baş e û hûn ê di demek nêzîk de wê bikar bînin?
Avahiya fîberî ya darê ji nêzîkî %50 selulozê pêk tê, ku polîmerek xwezayî ye û xwedî taybetmendiyên xurtbûnê yên teorîk baş e. Nîvê mayî yê avahiya darîn bi giranî ji lîgnîn û hemîselulozê pêk tê. Her çend seluloz fîberên dirêj û hişk çêdike ku pişta xurtbûna xwezayî ya darê peyda dikin, hemîseluloz xwedî avahiyek hindik a hevgirtî ye û ji ber vê yekê tiştek li xurtbûna darê nake. Lîgnîn valahiyan di navbera fîberên selulozê de tijî dike û ji bo darê zindî karên kêrhatî pêk tîne. Lê ji bo armanca mirovan a zexmkirina darê û girêdana fîberên selulozê bi hev re, lîgnîn bû asteng.
Di vê lêkolînê de, darê xwezayî di çar gavan de bû darê hişk (HW). Pêşî, dar di nav sodyûm hîdroksîd û sodyûm sulfatê de tê kelandin da ku hin ji hemîseluloz û lîgnînê werin rakirin. Piştî vê dermankirina kîmyewî, dar bi pêlkirina wê di makîneyekê de ji bo çend demjimêran di germahiya odeyê de qalindtir dibe. Ev valahî an jî porên xwezayî yên di darê de kêm dike û girêdana kîmyewî ya di navbera fîberên selulozê yên cîran de zêde dike. Piştre, dar ji bo çend demjimêrên din di 105° C (221° F) de tê zext kirin da ku qalindbûn temam bibe, û dûv re tê zuwa kirin. Di dawiyê de, dar ji bo 48 demjimêran di rûnê mîneral de tê avêtin da ku berhema qedandî li hember avê nemîne.
Taybetmendiyeke mekanîkî ya materyalekî avahîsaziyê hişkbûna çîpkirinê ye, ku pîvanek ji bo şiyana wê ya li hember deformasyonê dema ku bi zorê tê pêlkirin e. Elmas ji pola, ji zêr, ji darê û ji kefê pakkirinê hişktir e. Di nav gelek ceribandinên endezyariyê de ku ji bo destnîşankirina hişkbûnê têne bikar anîn, wek hişkbûna Mohs ku di gemolojiyê de tê bikar anîn, ceribandina Brinell yek ji wan e. Konsepta wê hêsan e: hilgirek topek metalî ya hişk bi hêzek diyarkirî li ser rûyê ceribandinê tê pêlkirin. Qûtra çîpkirina dorhêl a ku ji hêla topê ve hatî çêkirin bipîvin. Nirxa hişkbûna Brinell bi karanîna formulek matematîkî tê hesibandin; bi awayekî giştî, top çiqas qulika mezintir bikeve, materyal ewqas nermtir dibe. Di vê ceribandinê de, HW 23 caran ji dara xwezayî hişktir e.
Piraniya darên xwezayî yên nehatine dermankirin avê dikişînin. Ev dikare dar fireh bike û di dawiyê de taybetmendiyên wê yên avahîsaziyê xera bike. Nivîskaran du roj şilkirina mîneral bikar anîn da ku berxwedana avê ya darê zêde bikin, wê bêtir hîdrofobîk bikin ("ji avê ditirsin"). Testa hîdrofobîsîteyê danîna dilopek avê li ser rûyek vedihewîne. Rû çiqas hîdrofobîk be, dilopên avê ewqas gilover dibin. Ji hêla din ve, rûyek hîdrofîlîk ("avêhezker") dilopan belav dike (û paşê avê bi hêsanî dikişîne). Ji ber vê yekê, şilkirina mîneral ne tenê hîdrofobîsîteya darê bi girîngî zêde dike, lê di heman demê de rê li ber kişandina şilbûnê jî digire.
Di hin ceribandinên endezyariyê de, kêrên HW hinekî ji kêrên metalî çêtir performans nîşan dan. Nivîskar îdîa dikin ku kêrê HW sê caran ji kêrek bazirganî tûjtir e. Lêbelê, di vê encama balkêş de hişyariyek heye. Lêkolîner kêrên maseyê, an jî yên ku em dikarin jê re kêrên rûnê bibêjin, didin ber hev. Ev ne ji bo ku bi taybetî tûj bin hatine çêkirin. Nivîskar vîdyoyek nîşan didin ku kêrê wan steykek dibire, lê mezinêkî bi hêz dikare heman steykê bi aliyê bêronî yê çatalek metalî bibire, û kêrek steykê dê pir çêtir bixebite.
Gelo mix çawa ne? Mixekî HW dikare bi hêsanî bibe komek ji sê taxtan, her çend ne ewqas hûrgulî be jî, li gorî mixên hesinî bi hêsanî ye. Dûv re mixên darîn dikarin taxtan bi hev ve bigirin, li hember hêza ku dê wan ji hev veqetîne, bi heman hişkbûna mixên hesinî li ber xwe bidin. Lêbelê, di ceribandinên wan de, di her du rewşan de jî taxte berî ku yek ji mixan bişkê, têk çûn, ji ber vê yekê mixên bihêztir derneketin holê.
Ma neynûkên HW ji hêla din ve çêtir in? Çîpên darîn siviktir in, lê giraniya avahiyê ne bi giraniya çîpên ku wê bi hev ve girêdidin ve girêdayî ye. Çîpên darîn zengar nabin. Lêbelê, ew ê li hember avê an jî biyodekompozasyonê neguhêzbar nebe.
Bêguman nivîskar pêvajoyek pêşxistiye da ku dar ji darê xwezayî xurttir bike. Lêbelê, kêrhatîbûna alavên elektronîkî ji bo her karekî taybetî lêkolînek bêtir hewce dike. Gelo ew dikare bi qasî plastîk erzantir û bê çavkanî be? Gelo ew dikare bi tiştên metalî yên bihêztir, balkêştir û bêdawî ji nû ve bikarhatî re pêşbaziyê bike? Lêkolîna wan pirsên balkêş derdixe holê. Endezyariya berdewam (û di dawiyê de bazar) dê bersiva wan bide.
Dema weşandinê: 13ê Nîsanê, 2022
