개론

대나무 편제 공예가 발전함에 따라 각종 복잡한 모양의 대나무 편제 공예품은 대나무 줄기의 유연성과 강도에 대해 더욱 높은 요구를 제기했다.민간에서는 중국백성들의 지혜에 의해 자연적으로 바람이 마르고 불이 10여초 동안 구워지며 10% 의 소금물을 10분 동안 끓이는 등 방법으로 모두 대나무의 유연성과 강도를 높일수 있다.최근 몇 년 동안 많은 학자들도 실험실에서 각종 실험을 통해 대나무 줄기의 유연성과 강도를 높이는 효과적인 방법을 연구하여 중대한 성과를 거두었다.

연구 방법

남경림업대학의 진홍 등은 삼영정밀현미경 CT nanoVoxel-3000 계렬설비를 사용하여 대나무줄기의 유연성과 강도를 높이는 실험연구를 전개하였다.각종 농도 NaOH 용액을 예처리하는 방법으로 천연 모죽의 대나무 줄기를 더 높은 스트레칭 강도를 가진 초유연 대나무 줄기로 가공한다.현미경 CT 기술을 이용하여 대나무 시료에 대해 고해상도의 스캔 테스트를 진행하여 시료 내부의 섬유 분포를 획득하고 대나무 내부의 구조 변화를 지적하였으며, 알칼리 처리 배후의 대나무 줄기의 강도와 인성 강화 메커니즘을 한층 더 천명하였다.

주요 성과

현미경 CT의 스캔 결과를 소프트웨어 처리를 통해 다음과 같은 효과도를 얻을 수 있으며, 균열의 모양, 방향 및 크기, 공간 분포를 명확하게 관찰할 수 있다.그 결과 처리되지 않은 대나무 줄기가 가볍게 구부러지면 표면에 균열이 생기고 균열이 가해지면 구부러지는 힘이 증가함에 따라 확장되어 결국 대나무 줄기가 끊어지고 섬유 축 방향에 수직한 방향으로 균열이 쉽게 확장됩니다.처리된 대나무 막대의 경우 심하게 구부러진 상태에서 대나무 막대 표면에 더 큰 균열이 생겼지만 균열은 축에 수직하지 않고 섬유 축에 따라 확장됩니다.구부러진 상태에서 처리된 대나무 막대는 균열 근처에 많은 커팅 벨트 (녹색 화살표 표시) 가 있지만 처리되지 않은 대나무 막대에서는 큰 균열 (노란색 화살표 표시) 이 한두 개만 발견됩니다.

대나무 줄기가 구부러진 다른 위치의 레이디얼 슬라이스의 현미경 CT 영상 결과

(a) 구부러진 대나무 줄기의 위치, (b) 처리되지 않은 외죽, (c) 15% NaOH 처리된 외죽,

(d) 처리되지 않은 내죽, (e)15% NaOH 처리된 내죽

또한 처리된 대나무 막대 틈새와 처리되지 않은 대나무 막대 틈새의 구조도 다르다.다음 그림에서 볼 수 있듯이, 처리된 외죽조 외주의 박벽 조직 세포 정도는 중간 부분보다 높으며, 밀도 경도를 형성하며, 외주의 밀도가 가장 높고 응력이 가장 크다.처리된 내죽조 중 상대적으로 균일한 구조에 비해 이런 등급구조는 처리된 과외죽조의 굴곡강도를 크게 증강시켰다.같은 처리 하에서, 바깥쪽 대나무 줄기가 구부러졌을 때, 안쪽 대나무 줄기보다 더 끊어지기 어렵다。

대나무 줄기 횡단면을 구부린 현미경 CT 영상 결과

(a) 처리되지 않은 외죽, (b) 15% NaOH 처리된 외죽, (c) 처리되지 않은 내죽, (d) 15% NaOH 처리된 내죽

결론

고해상도 현미경 CT 스캔은 시료 내부 섬유 상태의 3차원 시각화를 실현하여 서로 다른 알칼리 농도로 처리된 내외 대나무 줄기의 유연성과 스트레칭 성능을 제시하였으며, 서로 다른 알칼리 농도 작용에서 식물 섬유 재료의 미시적 구조를 연구하는 효과적인 방법으로 고해상도 CT 영상 기술을 유사한 과학 연구에 응용할 수 있다.