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शोधकर्ताओं ने 'सुपर वुड' का निर्माण किया जो प्रतिद्वंद्वी स्टील कर सकता है


लकड़ी के उपचार का एक नया तरीका एक प्रतीत होता है कि 'साधारण' कार्बनिक पदार्थ को सुपर-मजबूत संसाधन में बदल सकता है। मैरीलैंड विश्वविद्यालय के इंजीनियरों ने एक ऐसी प्रक्रिया विकसित की जो उपचारित लकड़ी को प्राकृतिक लकड़ी से 12 गुना मजबूत और 10 गुना कठिन बना देती है। शोधकर्ताओं का यह भी मानना ​​है कि यह तुलनात्मक है - यदि कई टाइटेनियम मिश्र धातुओं से अधिक मजबूत नहीं है, और यह काफी सस्ता संसाधन है।

यूएमडी के इंजीनियरिंग स्कूल के लियांगिंग हू ने सबसे हाल के संस्करण में टीम और शोध का नेतृत्व किया प्रकृति। हू सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग के सहयोगी प्रोफेसर के रूप में भी कार्य करता है, और मैरीलैंड एनर्जी इनोवेशन इंस्टीट्यूट का सदस्य भी है।

"यह स्टील या यहां तक ​​कि टाइटेनियम मिश्र के लिए एक प्रतियोगी हो सकता है, यह इतना मजबूत और टिकाऊ है। यह कार्बन फाइबर के लिए भी तुलनीय है, लेकिन बहुत कम महंगा है," हू ने कहा।

लेकिन यह कितना कठिन है? लकड़ी का परीक्षण करने के लिए, टीम ने उस पर नकली गोलियां चलाईं, यह देखने के लिए कि उसने कैसे हिट किया। प्रक्षेप्य प्राकृतिक लकड़ी से गुजरता था, लेकिन इलाज वाली लकड़ी ने गोली को रोक दिया, इससे पहले कि वह टूट जाए।

सामग्री में ऐसी ताकत पैदा करने के लिए, शोधकर्ताओं ने परंपरागत रूप से नरम लकड़ी के भीतर विशेष पॉलिमर को हटाकर तंतुओं को संकुचित कर दिया। लकड़ी की रासायनिक संरचना को मौलिक रूप से बदलने के प्रयास के बजाय, टीम ने अपेक्षाकृत सरल तरीकों का इस्तेमाल किया। उन्होंने सोडियम हाइड्रॉक्साइड और सोडियम सल्फाइट के घोल में विभिन्न प्रकार की लकड़ी को 7 घंटे तक उबाला। उस समाधान ने सेलुलोज को बरकरार रखा लेकिन लकड़ी के छिद्रपूर्ण संरचना को अधिक स्थान दिया।

तब टीम उस लकड़ी को ले गई और उसे पूरे दिन के लिए 100 डिग्री सेल्सियस पर दबाया। लकड़ी का परिणामी तख़्त 20 प्रतिशत पतला था लेकिन शुरुआती तने के बराबर तीन गुना था। इस अध्ययन से पहले, इसी तरह के सिद्धांतों का परीक्षण करने वाली अधिकांश अन्य परियोजनाएं केवल तीन या चार गुना अधिक मजबूत थीं। यूएमडी अध्ययन से लकड़ी मूल लकड़ी की तुलना में लगभग 12 गुना अधिक मजबूत थी।

"यह स्टील जितना मजबूत है, लेकिन छह गुना हल्का है। इसे प्राकृतिक लकड़ी की तुलना में फ्रैक्चर में 10 गुना अधिक ऊर्जा लगती है। यह प्रक्रिया की शुरुआत में मुड़ा हुआ और ढाला जा सकता है।"

"यह मजबूत और सख्त दोनों है, जो कि आमतौर पर प्रकृति में नहीं पाया जाने वाला एक संयोजन है," टीम के सह-नेता और सैम्युएल पी। लैंगले एसोसिएट प्रोफेसर, यूएमडी के क्लार्क स्कूल में टेंग ली ने कहा। उनकी टीम ने घने लकड़ी के यांत्रिक गुणों को मापा। "यह स्टील की तरह मजबूत है, लेकिन छह गुना हल्का है। यह प्रक्रिया की शुरुआत में मुड़ा हुआ और ढाला जा सकता है।"

हू ने उल्लेख किया कि न केवल नई सामग्रियों को विकसित करने या महंगी, पुरानी सामग्रियों को फिर से डिजाइन करने की तुलना में सस्ता है, बल्कि यह पर्यावरण के लिए बेहतर होने की क्षमता भी है।

"पाइन या बलसा जैसी नरम लकड़ियाँ, जो तेजी से बढ़ती हैं और पर्यावरण के अनुकूल होती हैं, धीमी गति से बढ़ने वाली लेकिन सघन लकड़ियों को फर्नीचर या इमारतों में सागौन की तरह बदल सकती हैं," हू ने कहा।

टीम के काम ने पहले से ही अन्य सामग्री इंजीनियरों से राष्ट्रीय और अंतरराष्ट्रीय ध्यान आकर्षित किया है। ऑरलैंडो रोजास फिनलैंड में अल्टो विश्वविद्यालय में प्रोफेसर हैं। उन्होंने परियोजना को लकड़ी के यांत्रिक प्रदर्शन को अधिकतम करने की अपनी क्षमता में "उत्कृष्ट" कहा।

"बहुत कम या बहुत अधिक हटाने से मध्यवर्ती या आंशिक लिग्निन हटाने में प्राप्त अधिकतम मूल्य की तुलना में ताकत कम हो जाती है," रोजस ने कहा। "यह हाइड्रोजन बॉन्डिंग और इस तरह के पॉलीफेनोलिक यौगिक द्वारा लगाए गए आसंजन के बीच सूक्ष्म संतुलन को प्रकट करता है। इसके अलावा, बकाया ब्याज के साथ, तथ्य यह है कि लकड़ी के घनत्व में वृद्धि, शक्ति और क्रूरता दोनों बढ़ जाती हैं, दो गुण जो आमतौर पर एक-दूसरे को प्रभावित करते हैं।"


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