Ang mga siyentista naghimo og artipisyal nga kahoy gikan sa sintetikong mga resin nga samtang nagsundog sa natural nga kahoy nagpakita og gipauswag nga mga kabtangan alang sa daghang gamit.
Ang kahoy usa ka organikong fibrous tissue nga makita sa mga kahoy, mga kahoykahoy, ug mga kahoykahoy. Ang kahoy matawag nga labing mapuslanon ug tingali ang labing magamit nga materyal sa planetang Yuta. Gigamit kini sulod sa liboan ka tuig alang sa daghang katuyoan ug gidayeg pag-ayo tungod sa ubos nga densidad ug taas nga kusog niini. Ang talagsaon nga anisotropic cellular structure (ie lain-laing mga kabtangan sa lain-laing direksyon) sa kahoy naghatag niini og katingalahang mekanikal nga mga kabtangan nga naghimo niini nga lig-on, gahi apan gaan ug flexible gihapon. Ang kahoy adunay taas nga compressive strength ug ubos nga tensile strength. Ang kahoy mahigalaon sa kalikopan ug barato, super lig-on, lig-on ug dugay molungtad ug magamit sa pagtukod og bisan unsa gikan sa paghimo og papel hangtod sa pagtukod og mga balay.
Ang kinaiyahan naghatag na kanato og mga katingalahang materyales sama sa kahoy. Apan kanunay adunay inspirasyon nga naglibot sa kinaiyahan alang kanato sa pagdesinyo ug pagpalambo sa mga high-performance biomimetic engineering materials, kadtong mahimong 'mosundog' sa katingalahang mga kabtangan sa mga biomaterials nga makita na sa kinaiyahan. Ang pagkatalagsaon sa kahoy naggikan sa anisotropic cellular structure niini uban sa ubos nga densidad ug taas nga kusog. Sa bag-ohay nga mga katuigan, ang mga siyentista naningkamot sa pagdesinyo og mga materyales nga gikonsiderar kini nga konsepto aron makopya ang mga kabtangan sa kahoy sama sa taas nga kusog ug gaan. Bisan pa, kadaghanan sa mga panukiduki misangpot sa dili makatagbaw nga mga resulta tungod kay ang mga materyales nga gidisenyo nag-antos sa usa o lain nga mga depekto. Nagpabilin gihapon kini nga usa ka dakong hagit alang sa mga inhenyero sa paghimo og artipisyal nga mga materyales nga sama sa kahoy. Kini adunay dakong kalabutan tungod kay nagkinahanglan og mga dekada aron mapatubo ang natural nga kahoy ug ang oras ug kahusayan usa ka lig-on nga sukdanan kung nangita aron makahimo og materyal nga susama sa natural nga kahoy.
Bioinspired nga kahoy
Ang mga tigdukiduki gikan sa University of Science and Technology sa China nakahimo og usa ka bag-ong estratehiya alang sa paghimo og bioinspired nga artipisyal nga polymeric nga kahoy sa usa ka dako nga sukod. Kini nga artipisyal nga materyal adunay cellular microstructure nga sama sa kahoy, maayo nga pagkontrol sa mga microstructure ug magpakita sa mga kabtangan sama sa gaan ug taas nga kusog nga susama sa mekanikal nga mga kabtangan sa natural nga kahoy. Ang mga tigdukiduki nag-ingon nga kini nga bag-ong materyal sama ka lig-on sa natural nga kahoy dili sama sa bisan unsang ubang engineered nga kahoy nga gisusi hangtod karon.
Ang kahoy nga makita sa kinaiyahan adunay natural nga polymer nga gitawag og lignin nga maoy hinungdan sa pagpalig-on sa kahoy. Ang lignin mobugkos sa gagmay nga mga kristal sa cellulose sa usa ka istruktura nga sama sa mesh aron makamugna og taas nga kusog. Nahunahunaan sa mga tigdukiduki ang pagkopya sa lignin pinaagi sa paggamit og sintetikong polymer nga gitawag og resol nga adunay parehas nga mga kabtangan. Malampuson nilang gibag-o ang tradisyonal nga magamit nga mga resol (phenolic resin ug melamine resin) ngadto sa artipisyal nga materyal nga sama sa kahoy. Ang pagkakabig nakab-ot pinaagi sa una nga paggamit sa mga kabtangan sa self-assembly sa polymer resol ug dayon pinaagi sa pag-agi sa themocuring. Aron makab-ot ang self-assembly, ang mga liquid thermostat resin gi-freeze sa unidirectionally, dayon gi-cure (cross-linked o polymerized) sa temperatura nga dili molapas sa 200 degrees Celsius. Ang engineered nga kahoy nga gihimo nagsagop sa usa ka istruktura nga sama sa selula nga susama sa natural nga kahoy. Sunod, ang thermocuring - usa ka proseso nga gilangkoban sa pagbag-o sa kemikal nga gipahinabo sa temperatura (dinhi, polymerization) sa resol - gihimo aron makahimo og artipisyal nga polymeric nga mga kahoy. Ang gidak-on sa pore ug gibag-on sa dingding sa ingon nga materyal mahimong makontrol sa mano-mano. Dili lang kana, ang mga kristal nga gihimo sa resol mahimo usab nga usbon base sa kinahanglanon sa klase sa kahoy. Ang kolor mahimo usab nga usbon pinaagi sa pagdugang o pag-ilis sa mga kristal nga nagkupot sa resol. Kung kini nga engineered nga kahoy gi-compress, kini nagpakita og resistensya nga susama sa natural nga katugbang niini. Ang pamaagi nga gihulagway sa pagtuon mahimo usab nga tawgon nga usa ka berde nga pamaagi sa pag-andam sa artipisyal nga mga kahoy diin ang compost sa mga nanomaterial sama sa cellulose nanofibers ug graphene oxide mahimong gamiton.
Makapainteres, ang engineered nga artipisyal nga kahoy nagpakita sa mas maayo nga corrosion resistance sa tubig ug acid kumpara sa natural nga kahoy samtang nagtuo nga walay pagkunhod sa mekanikal nga mga kabtangan niini. Kini nagpasabut nga ang artipisyal nga kahoy makasukol sa grabe nga mga panghitabo sa panahon ug mapauswag sa paghatag proteksyon. Nagpakita usab kini og mas maayo nga thermal insulation ug mas maayo nga resistensya sa sunog ug dili dali masunog sama sa natural nga kahoy tungod kay ang resol dili makapugong sa kalayo. Mahimo kini nga usa ka kaayohan alang sa mga sektor sama sa paghimo ug pagtukod labi na ang mga balay nga tinukod nga masunog kung gitukod gamit ang natural nga kahoy. Ang materyal maayo nga haum alang sa gahi ug mapintas nga mga palibot tungod kay kini labi nga gipaayo kung itandi sa natural nga kahoy. Talagsaon kini kung itandi sa standard nga mga materyales sa engineering sama sa cellular ceramics ug aerogels nga may kalabotan sa kusog ug thermal insulation properties. Mas epektibo usab kini kay sa kadaghanan sa mga komposit nga plastik-kahoy tungod sa mas taas nga kalig-on niini. Ang engineered nga kahoy adunay daghang mga kabtangan nga naghimo niini nga mas episyente.
Ang bag-ong estratehiya nga gihulagway niining pagtuon nga gipatik sa Science Advances naghatag og bag-ong mga paagi sa paghimo ug pag-engineer sa lain-laing mga high-performance biomimetic engineering composite materials nga adunay dakong bentaha kon itandi sa ilang tradisyonal nga mga katugbang. Kining bag-ong mga materyales mahimong adunay halapad nga aplikasyon sa daghang mga natad.
***
Mga gigikanan (s)
Zhi-Long Y ug al. 2018 Bioinspired nga polymeric nga kahoy. Ang Science Nag-uswag. 4(8).
https://doi.org/10.1126/sciadv.aat7223
***
