bj
    >> Φυσικές Επιστήμες >  >> η φυσικη

Γιατί το υγρό χαρτί είναι τόσο αδύναμο και εύκολο να σχιστεί;

Το χαρτί είναι κατασκευασμένο από ίνες που μπλέκονται μεταξύ τους. Όταν εισάγεται νερό, οι ίνες αρχίζουν να διαχωρίζονται η μία από την άλλη, καθιστώντας το χαρτί πολύ αδύναμο.

Συγκεντρώστε ένα μάτσο χρησιμοποιημένα χαρτιά, στοιβάστε τα και προσπαθήστε να σκίσετε τη στοίβα στη μέση. Εάν δεν είστε ασυνήθιστα ισχυρός τύπος, είναι πολύ απίθανο να το σκίσετε. Τώρα, βάλτε την ίδια στοίβα σε έναν κουβά γεμάτο νερό και αφήστε το να μουλιάσει για λίγο. Βγάλτε το λίγα λεπτά αργότερα και προσπαθήστε να το σκίσετε ξανά. Θα πρέπει να μπορείτε να το σκίσετε πολύ εύκολα… γιατί είναι αυτό;

Γιατί το χαρτί γίνεται τόσο απίστευτα αδύναμο όταν είναι υγρό;

Σύντομη απάντηση: Το χαρτί αποτελείται από ίνες που είναι μπερδεμένες μεταξύ τους. αρχίζουν να διαχωρίζονται το ένα από το άλλο όταν εισάγεται νερό.

Από τι είναι κατασκευασμένο το χαρτί;

Πρέπει να έχετε ακούσει πολλές φορές ότι πρέπει να συντηρούμε το χαρτί γιατί «κόβονται τα δέντρα για να τα φτιάξουν». Λοιπόν, αυτό ακριβώς είναι. Στην ουσία, ένα κομμάτι χαρτί είναι απλώς ξύλο.

Το ξύλο είναι στην πραγματικότητα μια ετερογενής ουσία. Το 40-50% του είναι μικροϊνίδια κυτταρίνης και το 15-25% είναι ημικυτταρίνη, τα οποία συγκρατούνται και τα δύο μαζί με μια φυσική κόλλα που ονομάζεται «λιγνίνη». (Πηγή) Για να φτιάξετε χαρτί από ξύλο, πρέπει πρώτα να μετατρέψετε το ακατέργαστο ξύλο σε «πολτό» – μια υδαρή σούπα από ίνες κυτταρίνης, νερό, λιγνίνη και ορισμένες άλλες χημικές ουσίες που χρησιμοποιούνται κατά τη διαδικασία. Αφού ο πολτός είναι έτοιμος, περνάει από αρκετές πρόσθετες διαδικασίες για να πάρει τελικά τη μορφή χαρτιού όπως τον ξέρουμε.

Δομή κυτταρίνης

Μπορεί να έχετε διαβάσει ή ακούσει τον όρο «κυτταρίνη» πολλές φορές σε συζητήσεις σχετικά με το βαμβάκι, το ξύλο, την αποξηραμένη κάνναβη και άλλα παρόμοια υλικά. Είναι το πιο άφθονο οργανικό πολυμερές (οργανική ουσία της οποίας η μοριακή δομή αποτελείται από μεγάλο αριθμό παρόμοιων μονάδων συνδεδεμένων μεταξύ τους) στον πλανήτη. Είναι η χημική δομή της κυτταρίνης, η οποία συμβαίνει να είναι το πιο σημαντικό συστατικό του χαρτιού, που διατηρεί το χαρτί «άκαμπτο» όταν είναι στεγνό και εξαιρετικά εύθραυστο όταν είναι υγρό.

Ρίξτε μια ματιά στον δομικό τύπο της κυτταρίνης:

Η κυτταρίνη αποτελείται από πολλές υδροξυλομάδες (-ΟΗ).

Οι πολυάριθμες ομάδες υδροξυλίου (-ΟΗ) που υπάρχουν στην κυτταρίνη σχηματίζουν δεσμούς υδρογόνου με άτομα οξυγόνου στην ίδια αλυσίδα ή σε μια γειτονική αλυσίδα. Επίσης, ένα πράγμα που πρέπει να γνωρίζετε για τους δεσμούς υδρογόνου - είναι απίστευτα ισχυροί! Βοηθούν στη συγκράτηση των μακριών αλυσίδων κυτταρίνης και προσδίδουν αυτή τη «στιβαρότητα» στο χαρτί.

Τι συμβαίνει όταν το χαρτί βραχεί;

Η εισαγωγή του νερού στο χαρτί επιφέρει μια δραστική αλλαγή στην ικανότητά του να «στέκεται όρθια», η οποία συνεπάγεται σοβαρά τη δύναμή του. Βλέπετε, η κυτταρίνη είναι υδρόφιλη (Πηγή), δηλαδή έχει συγγένεια με το νερό και τείνει να διαλύεται σε αυτό. Όταν προστίθεται νερό στο χαρτί, οι δεσμοί υδρογόνου που συγκρατούν τις ίνες κυτταρίνης αρχίζουν να διασπώνται. Αυτό συμβαίνει επειδή τα μόρια του νερού αποτελούνται από άτομα οξυγόνου και υδρογόνου, τα οποία σχηματίζουν δεσμούς υδρογόνου με ίνες κυτταρίνης, αποδυναμώνοντας έτσι τους δικούς τους δεσμούς υδρογόνου στη διαδικασία.

Εν ολίγοις, θα μπορούσατε να πείτε ότι η προσθήκη νερού οδηγεί στην αποδυνάμωση των δεσμών ινών-ινών του χαρτιού και οδηγεί σε μια ασταθή ισορροπία ινών-ινών και ινών-νερού.

Το βρέξιμο χαρτιού έχει δραματική επίδραση στην αντοχή του χαρτιού, έτσι ώστε να μπορείτε εύκολα να σκίσετε τεράστιες στοίβες από αυτά με λίγη προσπάθεια. Στην πραγματικότητα, το χαρτί γίνεται τόσο αδύναμο που μπορεί να αποσυντεθεί μόνο του, κάτι που μπορεί να είναι πολύ κακό σε ορισμένες περιπτώσεις.

Όλοι γνωρίζουμε ότι το υγρό χαρτί είναι απίστευτα αδύναμο, επομένως πρέπει να το χειρίζεστε με τη μέγιστη προσοχή. Ωστόσο, τώρα που έχετε αποκτήσει λίγη επιστημονική γνώση για το πώς λειτουργεί στην πραγματικότητα η αποσύνθεση του υγρού χαρτιού, ίσως ελέγξετε τις τσέπες σας δύο φορές πριν πλύνετε τα ρούχα!


Γιατί ορισμένα αυτοκίνητα δεν έχουν παρμπρίζ;

Τα αυτοκίνητα χωρίς παρμπρίζ χειρίζονται τη ροή του αέρα χρησιμοποιώντας αεροδυναμικές αρχές. Ωστόσο, αυτά τα αυτοκίνητα δεν είναι κατάλληλα για καθημερινή χρήση. Έχουμε ρυθμιστεί να οπτικοποιούμε τα πράγματα με έναν συγκεκριμένο τρόπο. Για παράδειγμα, όταν φανταζόμαστε ένα smartphone, σκεφτόμασ

Γιατί η γη είναι στρογγυλή αλλά το έδαφος επίπεδο;

Η γη είναι στρογγυλή, όπως απέδειξε ο περίπλους του Μαγγελάνου. Γιατί όμως βλέπουμε το έδαφος να είναι επίπεδο; Αυτό συμβαίνει επειδή η γη είναι πολύ μεγάλη. Ο όγκος της είναι τρισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερος από αυτόν των ανθρώπων μας. Είναι αδύνατο για τα μάτια μας να δουν ολόκληρη τη γη. Αυτό

Τι είναι ο δείκτης διάθλασης (Δείκτης Διάθλασης);

Ο δείκτης διάθλασης, ή δείκτης διάθλασης, είναι ένα μέτρο του πόσο γρήγορα ταξιδεύουν οι ακτίνες φωτός σε ένα δεδομένο μέσο. Εναλλακτικά, θα μπορούσαμε να πούμε ότι ο δείκτης διάθλασης είναι το μέτρο της κάμψης μιας ακτίνας φωτός όταν περνά από το ένα μέσο στο άλλο. Μαθηματικά, μπορεί να αναπαρασταθ