Как сделать дерево из природного материала: Дерево из природного материала

Содержание

Мастер — класс по аппликации из природного материала. Осеннее дерево

Похожие презентации:

Деятельность пришкольного лагеря с дневным пребыванием детей «Дружба» МОУ школа № 71

Моя будущая профессия: юрист

Развитие интеллектуальной одаренности детей Новосибирской области с использованием дистанционных образовательных технологий

Творческий проект «Планирование кухни-столовой»

Моя будущая профессия — военный

Кейсы (ситуации взаимодействия ребёнка и взрослого)

Творческий проект «мой профессиональный выбор»

Развитие связной речи у дошкольников

Технология В.А. Илюхиной «Письмо с открытыми правилами» для учащихся начальных классов

Технологии нейрокоррекции нарушений письменной речи младших школьников с тяжелыми нарушениями речи

1. Мастер — класс по аппликации из природного материала:

«Осеннее дерево»
Автор: Сидорова Мария
Владимировна,
воспитатель дошкольной
группы
«МКОУ СОШ №2»
Калужской области,
г.

Спас-Деменска
Описание работы: данный
мастер – класс будет полезен
воспитателям и родителям в
работе
с дошкольниками.
В.А.Сухомлинский писал: «Истоки
творческих способностей и
дарование детей на кончиках их
пальцев. От пальцев, образно говоря,
идут тончайшие ручейки, которые
питают источник творческой
мысли…. И чем больше мастерства
в детской руке, тем умнее ребенок».
Цель: развитие у детей
художественно-творческих
способностей.
Задачи:
познакомить детей с новым способом
использования круп в аппликациях;
развивать интерес к аппликации;
развивать мелкую моторику рук, творческое
воображение, художественный вкус;
воспитывать аккуратность при работе с
крупой, бережное отношение к природе и ее
дарам;
закреплять навыки аккуратного наклеивания;
Для работы нам потребуются:
Картон;
Клей ПВА, кисточка для клея;
Рис, крашенный пищевыми красителями;
Простой карандаш;
Салфетки;

9.

Начинаем создавать наше осеннее дерево с того, что рисуем его контуры на картоне простым карандашом.

10. По желанию тонируем те места, которые считаем необходимым (небо, землю, можно ствол дерева) акварельными красками. Ствол в

данной аппликации мы вырезали из цветной
бумаги. Заготовленный ствол намазываем клеем
и приклеиваем.

12. Далее обильно намазываем клеем ПВА крону дерева и посыпаем крашенным рисом. Рис мы покрасили предварительно.

Для окраски риса нам понадобилось:
-сырой белый рис(лучше использовать длинный
рис, он тверже и прочнее), но можно и круглый;
-пищевые красители;
-уксус ;
сухой рис (его промывать не нужно) положили в
тарелку. В отдельном стаканчике смешали
краситель с горячей водой и добавили 1 ст. л.
уксуса, чтобы закрепить краску. Разведенный
краситель добавляем к рису. Затем хорошо
перемешали, чтобы рис равномерно окрасился.
Потом положили рис на газету или бумагу и
оставить до полного высыхания.

14. Создав таким образом крону нашего дерева, мы пришли к выводу, что хотим сделать яркой и землю под деревом. У нас под рукой

остался тот же рис, которым мы создавали крону нашего
дерева, поэтому мы берем рис и посыпаем «землю» возле нашего
осеннего дерева. Вместо риса можно использовать гречневую
крупу, чечевицу, кварцевый песок – варианты безграничны и
зависят от вашей выдумки и фантазии.

15. Заканчиваем создание кроны дерева. Она у нас получилась разноцветной: красно-оранжевой, желто-зеленой. И вся осенняя картина

выглядит теперь так.
Вот такие осенние деревья
у нас получились!!!!!

English Русский Правила

Новые работы в технике Природые поделки (страница №3) / Мастерклассы Блоги

Чего только рукодельницы не придумают. Осенью очень популярно стало делать поделки из природного материала

. Огромный плюс таких поделок в том, что материал полностью бесплатный и его легко найти. Особенно осенью насобирать природный материал не составит никакого труда.

Самый распространённый материал для поделок это: жёлуди, шишки, каштаны, ветки деревьев, скорлупа от орехов, кора деревьев, цветы, листья и ракушки.

Но большинство такого материала можно насобирать только осенью. А если хочется сделать поделки из природного материала летом? Но природный материал это не только тот, который вы можете найти в лесу или не далеко от дома. Природный материал можно и купить, например фисташки. Сейчас очень популярны фисташковые деревья. Для такого дерева понадобятся: скорлупа от фисташек, пластилин, ветка от дерева. Это основной набор, также для украшения можно использовать бусинки, ленточки, стразики, но это всё после того как сделаем дерево. Для начала возьмите пластилин и скатайте шарики. Шарики делайте разного размера, так будет красивее.

Если у вас обычная ветка без ответвлений, то вам нужно будет сделать один большой шарик. Эти шарики будут служить сердцевиной фисташковых цветов. Если вы не совсем понимаете, как нужно делать, то смотрите поделки из природного материала фото в интернете. Затем берём скорлупу от фисташек и плотно друг за другом вставляем в пластилин фисташки. Сначала вставьте две скорлупы в центр пластилина, а затем все остальные скорлупки вставляйте по кругу. Делайте так до тех пор, пока не облепите весь шарик пластилина скорлупками.

Но оставить немного места в конце, так как нужно будет этот пластилиновый шарик насадить на ветку. Когда сделали нужное вам количество шариков, насаживайте их на ветки. Делать это надо осторожно, и насадить надо хорошо, чтобы шарик потом не упал, и насадить нужно так, чтобы не испортить скорлупу от фисташек, когда будете надавливать. Само дерево уже готово, но нужно его куда-то поставить, для этого нужно купить горшочек, или можно горшочек сделать самому. Таким образом, купив фисташки, вы можете не только их скушать, но и сделать

природные поделки своими руками.

Но сделать такое дерево ребёнку, возможно, будет не по силам. Ведь чтобы сделать дерево нужно всё делать аккуратно и следить за тем, чтобы не продавить скорлупа от фисташек и так далее. Если у вас маленький ребёнок, то для вас подойдут детские поделки из природного материала. Если ребёнок не сможет сделать фисташковое дерево, то он сможет сделать для него горшочек. Чтобы сделать простенький горшок для фисташкового дерева понадобятся пластилин и ветки. Ветки можно взять любые и худенькие и потолще, но главное, чтобы они были максимально похожи по толщине. Для начала берём пластилин (берём много пластилина) и делаем из него цилиндр.

Размер цилиндра выберите сами, главное чтобы был не совсем маленький и по размеру подходил к фисташковому дереву. После того как набрали веток их нужно порезать так, чтобы они были одинаковой длинны. Затем эти палочки надо разместить вокруг цилиндра и немного вдавить в пластилин.

Чтобы ветки лучше держались их можно обвязать ленточкой. Это нужно будет и для надёжности и для красоты. Ветку фисташкового деревца вставьте в пластилин, желательно как можно глубже. Сверху на пластилин можно насыпать оставшееся количество скорлупы, или украсить декоративным мхом. Вот такие детские природные поделки можно сделать своими руками.

Нетоксичная морилка для натурального дерева с использованием кофе, ягод и многого другого!

Table of Contents[Hide][Show]

5 советов перед началом работы
5 рецептов окрашивания натурального дерева+−
- Как сделать морилку для черного чая
- Как сделать морилку для кофе
- Как сделать черную малину натуральной морилка
- Как сделать морилку в домашних условиях из скорлупы грецких орехов
- Морилка из монет или стальной шерсти
Советы по нанесению морилки на натуральную древесину

Если вы ищете нетоксичное натуральное морилку для дерева, возможно, вы захотите совершить набег на свою кухню. Для окрашивания древесины можно использовать кофе, чай, уксус, скорлупу грецких орехов и даже некоторые ягоды. Отделка с использованием естественной морилки может быть интересным проектом по обработке дерева своими руками, который экономит деньги за счет использования легкодоступных материалов для создания красивой деревянной отделки.

Независимо от того, окрашиваете ли вы небольшую поделку, журнальный столик или другую деревянную мебель или всю открытую террасу, эти рецепты помогут вам добиться прекрасных результатов.

5 советов перед началом работы

Прежде чем смешивать первую партию натуральной морилки, обратите внимание на несколько важных моментов:

тестирование цвета на обрезках древесины — прекрасный и интересный способ продолжить.
Если вы планируете масштабное окрашивание, вам потребуется смешать большие или несколько партий красителя. Для этого важно, чтобы вы относились к этим комбинациям как к «рецептам» ручной работы.
Запишите каждый ингредиент и его количество.
Также запишите порядок, в котором вы все перепутали.
И даже обратите внимание на то, как долго морилка держалась до нанесения.

Смешивание красителей — своего рода химический эксперимент. Все эти элементы могут повлиять на конечный цвет. Если вы хотите иметь возможность повторить процесс, вам нужно точно знать, что вы сделали, чтобы получить этот идеальный цвет с первого раза.

Для достижения наилучших результатов мы рекомендуем вам сделать достаточно морилки своими руками для всего вашего проекта по благоустройству дома, даже если это займет несколько партий. Затем смешайте партии вместе, прежде чем наносить первый слой. Если вы не являетесь тайным химиком, вам будет очень сложно смешивать ингредиенты таким образом, чтобы снова получить точный цвет пятна, партия за порцией!

5 Рецепты морилки для натурального дерева

В этих рецептах морилки используются предметы, которые домашние мастера могут найти в кухонных шкафах, кладовых и подвальных мастерских. Окрашивание дерева этими удобными натуральными материалами дает новую жизнь вашему проекту, не нанося вреда вашему здоровью или окружающей среде.

Как сделать морилку для черного чая

Один из простых способов морить дерево — кипятить чайные пакетики в двух чашках воды, пока не получится густой чайный концентрат. Просто нанесите горячую чайную воду на древесину. Дубильные вещества в чае вступают в реакцию с древесиной, обеспечивая широкий спектр цветов. Различные сорта чая и количество чая дадут вам разные оттенки натуральной морилки.

Как вывести пятно от кофе

Сварите крепкий кофе и дайте ему остыть; затем нанесите любимой кистью или тряпкой. Позвольте этой натуральной морилке действительно пропитать древесину. Ничего страшного, если кофе собирается в небольшие лужицы на древесине. Вы получите более глубокое пятно в зависимости от того, как долго вы оставите пятно. Проверьте это через десять минут после нанесения, протерев секцию кофе. Не достаточно темно для вас? Дайте кофе постоять дольше.

Как сделать натуральную морилку черная малина

Черная малина является эффективным натуральным морилкой для дерева, если ее раздавить и затем втереть в древесину. Делая малиновую морилку, дайте ягодной мякоти высохнуть на дереве, а затем сотрите ее. Пятна от ягод выцветают под прямыми солнечными лучами, поэтому этот метод лучше подходит для древесины, которая находится в помещении. Или, если для наружного использования, нанесите прозрачный слой, устойчивый к ультрафиолетовому излучению, чтобы защитить насыщенный малиновый цвет.

Как сделать морилку из скорлупы грецкого ореха в домашних условиях

Скорлупа черного ореха, выдержанная в течение нескольких дней, создает красивую темную морилку. Чтобы получить наилучшие результаты, полезно измельчить скорлупу грецких орехов в порошок кухонным комбайном или другим измельчителем. Вскипятите воду, затем добавьте скорлупу грецких орехов и дайте смеси настояться. Процедите смесь, прежде чем наносить ее на необработанную древесину.

Морилка из монет или стальной шерсти

Белый уксус или лимонный сок работают как морилка для дерева, если добавить в смесь металл. Например, добавьте пенни в белый уксус и оставьте на несколько дней. Хотя это и не совсем «натуральный» ингредиент, горсть пенни даст красивое бледно-голубое пятно Карибского моря.

Точно так же, замачивая подушку из стальной шерсти #0000 в уксусе, вы получите насыщенный красноватый оттенок. Сочетание чая, кофе или куркумы со стальной ватой даст более темный раствор уксуса с черными пятнами. Добавление небольшого количества соли также может повысить кислотность и ускорить процесс.

Для достижения наилучших результатов и возможности контролировать цвет пятна по мере его проявления используйте стеклянную банку. Например, для этого хорошо подходят литровые банки, просто убедитесь, что крышка не закрыта. Немного воздуха помогает ускорить процесс.

Вы также заметите, что стальная вата со временем распадется. Когда смесь приобретет нужный цвет, процедите ее, чтобы удалить оставшуюся часть подушечки, прежде чем начнется окрашивание древесины.

Советы по нанесению морилки для натурального дерева

Как и в случае с любым неопробованным морилкой, начните с куска дерева. Используйте один и тот же тип дерева, который вы будете окрашивать, так как морилка может сильно отличаться на разных породах дерева. Мало того, что тестирование куска дерева позволит вам увидеть, нравится ли вам морилка, у вас будет возможность нанести несколько слоев, чтобы увидеть, как меняется и углубляется оттенок.

Перед нанесением пробного слоя обязательно отшлифуйте обрезки древесины. Шлифование древесины удалит любое окисление с поверхности волокон, которое может вызвать различное поглощение морилки, что приведет к изменению цвета.

Существует несколько способов нанесения морилки на деревянную поверхность. Есть несколько методов нанесения, которые влияют на окончательный цвет морилки. №

Нанесение морилки кистью на волокна древесины приводит к образованию большого количества морилки и более глубокому цвету. Для большего контроля вы также можете нанести пятно тряпкой (мне нравится нарезать для этого старые полотенца).

Протирая пятно таким образом, вы сможете лучше контролировать цвет. Вы можете добавить больше на более твердые участки древесины и меньше на участки с более мягкими/конечными волокнами, чтобы обеспечить равномерный цвет по всей поверхности.

Еще одним фактором, определяющим внешний вид готовой морилки, является время, которое она должна впитаться. Если вы нанесете морилку щеткой и уйдете, морилка довольно быстро высохнет на дереве и станет самой темной. Если вы нанесете его щеткой и быстро сотрете излишки, пятно станет светлее. Вам следует попрактиковаться в технике нанесения морилки на обрезках древесины так же, как вы использовали обрезки для проверки цвета морилки.

Наконец, следите за тем, сколько приложений потребуется, чтобы получить желаемый результат.

Даже если вы добились идеального цвета морилки, помните, что морилка может меняться с возрастом, что часто приводит к привлекательным результатам. Однако будьте готовы к тому, что позже у вас может измениться внешний вид. Для окрашивания дерева своими руками, которое может быть склонным к выцветанию, рассмотрите возможность использования герметика для дерева поверх пятна.

Изображение Ulrike Mai с сайта Pixabay

Вы можете избежать токсинов, выбрав герметик для дерева с низким содержанием летучих органических соединений, шеллак или полиуретан. Эти герметики и финишные покрытия обеспечат прочную, очищаемую поверхность и обогатят естественный цвет, над созданием которого вы так усердно работали.

Для мастеров, которые любят, чтобы все выглядело естественно, нетоксичные, домашние морилки для дерева из кофе, чая, уксуса, скорлупы грецких орехов, монет и ягод — это забавный проект «сделай сам», а также художественный и полезный способ декорирования.

Для пятен, склонных к выцветанию, рассмотрите возможность использования прозрачного герметика поверх пятна.

Наконец, убедитесь, что вы сделали достаточно морилки для всего вашего проекта, даже если это займет несколько партий. Смешивайте партии вместе перед нанесением, потому что, если вы не химик, вам будет очень сложно смешать ингредиенты таким образом, чтобы получить точно такой же цвет снова, партия за партией!

Для творческих людей, которым нравится сохранять естественность, нетоксичные морилки для дерева от кофе, чая, уксуса, скорлупы грецких орехов, пени и ягод — это забавный, творческий и полезный способ декорирования.

Переработка массивной натуральной древесины в высокоэффективный конструкционный материал

Ссылки

Wang, J., Cheng, Q. & Tang, Z. Слоистые нанокомпозиты, вдохновленные структурой и механическими свойствами перламутра. Хим. соц. 41 , 1111–1129(2012)
Статья Google Scholar
Милитцер М. Синхротронный взгляд на сталь. Наука 298 , 975–976 (2002)
Статья КАС Google Scholar
Подсядло, П. и др. Сверхпрочные и жесткие слоистые полимерные нанокомпозиты. Наука 318 , 80–83 (2007)
Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Google Scholar
Zhu, Y.T. & Liao, X. Наноструктурированные металлы: сохранение пластичности. Нац. Матер. 3 , 351–352 (2004)

Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Google Scholar
Fratzl, P. & Weinkamer, R. Иерархические материалы природы. Прог. Матер. науч. 52 , 1263–1334 (2007)
Статья КАС Google Scholar
Гао, Х., Цзи, Б., Ягер, И.Л., Арцт, Э. и Фрацль, П. Материалы становятся нечувствительными к дефектам в наномасштабе: уроки природы. Проц. Натл акад. науч. США 100 , 5597–5600 (2003)
Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Google Scholar
Мейерс, М. А., МакКиттрик, Дж. и Чен, П.-Ю. Конструкционные биологические материалы: критическая механика-материальные связи. Наука 339 , 773–779 (2013)
Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Google Scholar
Zhu, H. et al. Аномальный закон масштабирования прочности и ударной вязкости целлюлозной нанобумаги. Проц. Натл акад. науч. США 112 , 8971–8976 (2015)
Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Google Scholar
Достопочтенный Д. Н.-С. & Shiraishi, N. Химия древесины и целлюлозы (CRC Press, 2000)
Erickson, E. Механические свойства многослойной модифицированной древесины (Министерство сельского хозяйства США, Лесная служба, Лаборатория лесных товаров, 1965)
Fang, C.-H., Мариотти, Н., Клотье, А., Кубаа, А. и Бланше, П. Уплотнение шпона путем сжатия в сочетании с теплом и паром. евро. Дж. Вуд Вуд Прод. 70 , 155–163 (2012)
Статья КАС Google Scholar
Бехта П., Хизироглу С., Шепелюк О. Свойства фанеры, изготовленной из прессованного шпона, как строительного материала. Матер. Дес. 30 , 947–953 (2009)
Статья КАС Google Scholar
Культикова Е.В. Связь структуры и свойств уплотненной древесины (Вирджинский политехнический институт и государственный университет, 1999)
Парил, П. и др. Сравнение отдельных физико-механических свойств уплотненной древесины бука, пластифицированной аммиаком и насыщенным паром. Евро. Дж. Вуд Вуд Прод. 72 , 583–591 (2014)
Статья Google Scholar
Нави П. и Хегер Ф. Комбинированное уплотнение и термогидромеханическая обработка древесины.
МИССИС Бык. 29 , 332–336 (2004)
Статья Google Scholar
Гонг, М., Ламасон, К. и Ли, Л. Интерактивный эффект уплотнения поверхности и последующей термообработки древесины осины. Дж. Матер. Процесс. Технол. 210 , 293–296 (2010)
Статья Google Scholar
O’Connor, J. P. Повышение прочности и жесткости древесины за счет вязкоупругого термического сжатия. Магистерская диссертация, Университет штата Орегон, https://ir.library.oregonstate.edu/concern/graduate_thesis_or_dissertations/8623j074v (2007)
Лейн, К., Сегерхольм, К., Валиндер, М., Рауткари, Л. и Хьюз, М. Уплотнение и термическая модификация древесины: твердость, восстановление схватывания и микроморфология.
Науки о древесине. Технол. 50 , 883–894 (2016)
Статья КАС Google Scholar
Кутнар А. и Камке Ф. А. Сжатие древесины в условиях насыщенного пара, перегретого пара и переходных условиях при 150°C, 160°C и 170°C. Wood Sci. Технол. 46 , 73–88 (2012)
Статья КАС Google Scholar
Hill, C. A. et al. Сорбционные свойства водяного пара термомодифицированной и уплотненной древесины. Дж. Матер. науч. 47 , 3191–3197 (2012)
Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Google Scholar
Лайне, К. и др. Измерение набухания и восстановления толщины уплотненной и термомодифицированной массивной древесины сосны обыкновенной. Дж. Матер. науч. 48 , 8530–8538 (2013)
Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Google Scholar
Li, Y. & Shimizu, H. Повышение ударной вязкости поли(l-лактида) (PLLA) за счет реактивного смешивания с сополимером акрилонитрила, бутадиена и стирола (ABS): морфология и свойства. евро. Полим. J. 45 , 738–746 (2009)
Статья КАС Google Scholar
Ким, К. Х. и Джо, У. Х. Стратегия улучшения механических и электрических свойств композитов поликарбонат/многостенные углеродные нанотрубки. Углерод 47 , 1126–1134 (2009)
Артикул КАС Google Scholar
Ку, Х., Ван, Х., Паттарачайякуп, Н. и Трада, М. Обзор свойств полимерных композитов, армированных натуральным волокном, при растяжении. Композиты B 42 , 856–873 (2011)
Статья Google Scholar
Ричи, Р. О. Конфликт между силой и выносливостью. Нац. Матер. 10 , 817–822 (2011)
Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Google Scholar
Ван Ю., Чен М., Чжоу Ф. и Ма Э. Высокая пластичность при растяжении в наноструктурированном металле. Природа 419 , 912–915 (2002)
Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Google Scholar
Dursun, T. & Soutis, C. Последние разработки в области современных авиационных алюминиевых сплавов. Матер. Дес. 56 , 862–871 (2014)
Статья КАС Google Scholar
Frommeyer, G. & Brüx, U. Микроструктура и механические свойства высокопрочных Fe-Mn-Al-C легких сталей TRIPLEX. Сталь Рез. Междунар. 77 , 627–633 (2006)
Статья КАС Google Scholar
Gil, F., Manero, J., Ginebra, M. & Planell, J. Влияние скорости охлаждения на циклическую деформацию бета-отожженного Ti-6Al-4V. Матер. науч. англ. А 349 , 150–155 (2003)
Статья Google Scholar
Kim, S.-H., Kim, H. & Kim, N.J. Хрупкое интерметаллическое соединение позволяет получить сверхпрочную сталь с низкой плотностью и высокой пластичностью. Природа 518 , 77–79 (2015)
Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Google Scholar

Скачать ссылки

Благодарности

Мы благодарим Р. Брибера за предложения и Р. Дж. Боненбергера за помощь в механических испытаниях. Мы признательны за поддержку Мэрилендского наноцентра и его AIMLab. Дж. С. признает финансовую поддержку от Китайского стипендиального совета.

Информация об авторе

Примечания автора

Jianwei Song, Chaoji Chen, Shuze Zhu и Mingwei Zhu: Эти авторы внесли одинаковый вклад в эту работу.

Авторы и филиалы

Департамент материаловедения и инженерии, Мэрилендский университет, Колледж-Парк, 20742, Мэриленд, США
Цзяньвэй Сун, Чаоджи Чен, Минвэй Чжу, Цзяци Дай, Иджу Ли, Юди Куан, Юнфэн Ли, Юнган Яо, Эми Гонг и Лянбинг Ху
Факультет машиностроения, Мэрилендский университет, Колледж-Парк, 20742, Мэриленд, США
Шузе Чжу, Упаманью Рэй, Нельсон Киспе, Хью А. Брук, Чжэн Цзя и Тенг Ли
Департамент аэрокосмической техники, Мэрилендский университет, Колледж-Парк, 20742, Мэриленд, США
Ульрих Х. Лейсте
Лаборатория лесных товаров, Лесная служба Министерства сельского хозяйства США, Мэдисон, 53726, Висконсин, США
J. Y. Zhu
Факультет машиностроения Калифорнийского университета в Мерседе, Мерсед, 95343, Калифорния, США
Ажар Веллор и Эшли Мартини
Факультет машиностроения и промышленной инженерии, Северо-восточный университет, Бостон, 02115, Массачусетс, США
Хэн Ли и Мэрилин Л. Минус

Авторы

Jianwei Song
Просмотр публикаций автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar
Chaoji Chen
Просмотр публикаций автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar
Shuze Zhu
Просмотр публикаций автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Академия
Mingwei Zhu
Посмотреть публикации автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar
Jiaqi Dai
Просмотр публикаций автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar
Upamanyu Ray
Просмотр публикаций автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar
Йиджу Ли
Посмотреть публикации автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar
Yudi Kuang
Просмотр публикаций автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar
Yongfeng Li
Просмотр публикаций автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar
Nelson Quispe
Посмотреть публикации автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar
Yonggang Yao
Просмотр публикаций автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar
Эми Гонг
Просмотр публикаций автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar
Ulrich H. Leiste
Просмотр публикаций автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Академия
Hugh A. Bruck
Просмотр публикаций автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar
J. Y. Zhu
Просмотр публикаций автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar
Azhar Vellore
Просмотр публикаций автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar
Хенг Ли
Посмотреть публикации автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar
Мэрилин Л. Минус
Просмотр публикаций автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar
Zheng Jia
Просмотр публикаций автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar
Эшли Мартини
Посмотреть публикации автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar
Teng Li
Просмотр публикаций автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar
Liangbing Hu
Просмотр публикаций автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

Contributions

J. S., C.C., S.Z. и М.З. в равной мере внесли свой вклад в эту работу. Л.Х., Дж.С., К.К. и М.З. внесли свой вклад в первоначальную идею. Дж. С. и К.С. способствовали уплотнению древесины и механические измерения. Йо.Л., У.Р., З.Дж., Н.К., У.Х.Л., Х.А.Б. и Т.Л. участвовал в механических испытаниях на растяжение и баллистических испытаниях. Дж.Д. и Ю.К. участвовал в 3D-иллюстрациях. Ю.Л., К.С., Ю.Ю. и А.Г. внесли свой вклад в характеристику с помощью СЭМ. J.Y.Z. провел композиционный анализ. СРЕДНИЙ. и А.М. участвовал в испытаниях на твердость при вдавливании и царапании. С.З. и Т.Л. способствовал как механическому моделированию, так и анализу. Х.Л. и М.Л.М. способствовал измерению и анализу XRD. Т.Л., Л.Х., Дж.С. и К.С. способствовал написанию статьи. Все авторы внесли свой вклад в комментарии к окончательной версии рукописи.

Авторы переписки

Переписка с Тэн Ли или Лянбин Ху.

Декларации этики

Конкурирующие интересы

Авторы не заявляют о конкурирующих финансовых интересах.

Дополнительная информация

Информация для рецензентов Nature благодарит A. Cloutier, S. Eichhorn и других анонимных рецензентов за их вклад в рецензирование этой работы.

Примечание издателя: Springer Nature остается нейтральной в отношении юрисдикционных претензий в опубликованных картах и институциональной принадлежности.

Рисунки и таблицы с расширенными данными

Расширенные данные Рис. 1 Структурная характеристика натуральной и уплотненной древесины.

a , b , Сравнение СЭМ-изображений натуральной древесины ( a ) и древесины после частичного удаления лигнина, но без бокового горячего прессования ( b ) показывает, что лигнин между клеточными стенками частично удален . c , Сравнение плотностей естественной (0,43 ± 0,02 г см ⁻³ ) и уплотненной древесины (1,30 ± 0,02 г см ⁻³). d – f , СЭМ-изображения поперечного сечения натуральной древесины в плоскостях RT ( d ) и TL ( e , f ) показывают внутренние дефекты, такие как сосуды и трахеиды, вдоль направления L и ямки в клеточных стенках. g – j , Соответствующие СЭМ-изображения уплотненной древесины показывают, что полые просветы полностью разрушаются, образуя сильно переплетенные стенки клеток древесины ( g ), что подтверждается имитационной моделью ( j ), и даже крошечные ямки в клеточных стенках древесины устраняются благодаря уплотнению ( h , i ). k – m , На малоугловой картине рассеяния рентгеновских лучей ( k ) и на СЭМ-изображении с большим увеличением ( l ) видны хорошо выровненные нановолокна целлюлозы в уплотненной древесине, которые значительно облегчают формирование водородных связей в соседних молекулярных цепях целлюлозы при их относительном скольжении ( м ).

Расширенные данные Рис. 2 Влияние степени удаления лигнина на структуру и механические свойства древесины.

a , Схема образца древесины с направлением L в качестве направления роста дерева. b , c , изображения SEM поперечных сечений в плоскости RT ( b ) и плоскости RL ( c ) образца прессованной древесины с удалением 0% лигнина, которые показывают большое количество промежутки между частично разрушенными клеточными стенками. д , e . Фото и СЭМ-изображение уплотненной древесины со 100% удалением лигнина показывают, что прессованные клеточные стенки отделены друг от друга из-за отсутствия лигнина в качестве связующего вещества. f , g , Плотность ( f ) и кривые напряжения-деформации при растяжении ( g ) уплотненной древесины с различной степенью удаления лигнина. h , Обзор содержания целлюлозы/гемицеллюлозы/лигнина, а также прочности, работы разрушения и плотности при различных степенях удаления лигнина. Показано, что уплотненная древесина с удалением лигнина 45 % обладает наибольшей прочностью, работой разрушения и плотностью. ДВ- x относится к уплотненной древесине с определенным количеством ( x ) удаления лигнина и последующим уплотнением, тогда как NW относится к натуральной древесине без удаления лигнина или уплотнения.

Дополнительные данные Рисунок 3. Сравнение механических свойств натуральной и уплотненной древесины.

a , Жесткость (натуральная древесина, 4,8 ± 0,9 ГПа; уплотненная древесина, 51,6 ± 1,5 ГПа). b , Прочность на царапанье (натуральная древесина, 0,02 ± 0,0029 ГПа; уплотненная древесина, 0,6 ± 0,025 ГПа). c , Интерферометрические изображения царапин на натуральной древесине и уплотненной древесине, демонстрирующие заметное уменьшение глубины царапин на уплотненной древесине из-за повышенной твердости. d , Ударная вязкость по Шарпи (уплотненная древесина, 11,41 ± 0,5 Дж см ^-2 ; натуральная древесина, 1,38 ± 0,3 Дж см ^-2 ). e , Модуль твердости (натуральная древесина, 740,1 ± 115,4 фунта на дюйм; уплотненная древесина, 9454,5 ± 273,3 фунта на дюйм). f , i , l , Схемы испытаний на изгиб в трех разных направлениях. g , j , m , Соответствующее напряжение при изгибе в зависимости от смещения ролика (прогиб при изгибе) для натуральной и уплотненной древесины. h , k , n , Сравнение соответствующих пределов прочности на изгиб натуральной древесины (с валиком по направлению Т 54,3 ± 5,1 МПа; перпендикулярно направлению роста древесины 4,4 ± 0,9 МПа; с валиком вдоль в направлении R, 42,6 ± 4,9 МПа; по восемь образцов испытано в каждом направлении) и уплотненной древесины (с катком в направлении Т, 336,8 ± 11,3 МПа; перпендикулярно направлению роста древесины, 790,5 ± 3,0 МПа; с роликом в направлении R – 315,3 ± 14,8 МПа; по восемь образцов для каждого направления).

Дополнительные данные Рис. 4 Прочность на сжатие натуральной и уплотненной древесины.

a , d , g , Схемы испытаний на сжатие по трем разным направлениям. b , e , h , Соответствующее напряжение сжатия как функция смещения при сжатии для натуральной и уплотненной древесины. c , f , i , Сравнение соответствующих пределов прочности на сжатие натуральной древесины (направление L, 29,6 ± 2,0 МПа; направление R, 3,9 ± 0,6 МПа; направление T, 2,6 ± 0,4МПа; в каждом направлении) и уплотненная древесина (направление L, 163,6 ± 4,1 МПа; направление R, 203,8 ± 5,2 МПа; направление T, 87,6 ± 3,0 МПа; восемь образцов испытывались в каждом направлении). j , Сравнение прочности на осевое сжатие (в направлении L) натуральной древесины, делигнифицированной древесины без горячего прессования, прессованной натуральной древесины без делигнификации и уплотненной древесины (делигнифицированной и затем подвергнутой горячему прессованию). Вставки иллюстрируют репрезентативные характеристики поперечного сечения четырех типов древесины.

Расширенные данные Рис. 5 Размерная стабильность и механические свойства прессованной натуральной древесины, уплотненной древесины и уплотненной древесины с окрашенной поверхностью от влаги.

a , b , фотографии прессованной натуральной древесины без делигнификации, уплотненной древесины (удаление 45% лигнина и последующее горячее прессование) и уплотненной древесины с окрашенной поверхностью до ( a ) и после ( b ) поддержание 95% относительной влажности в течение 128 часов. c , Изменение толщины трех образцов древесины с течением времени. d , Увеличение толщины в процентах (прессованная натуральная древесина, 43,1% ± 1,4%; уплотненная древесина, 8,4% ± 0,9%; уплотненная древесина с окрашенной поверхностью, 0%). e , Кривые растяжения-деформации трех образцов древесины после выдерживания относительной влажности 95% в течение 128 часов. f , Прочность трех образцов древесины до (прессованная натуральная древесина, 161,5 ± 18,8 МПа; уплотненная древесина, 548,8 ± 47,2 МПа; уплотненная древесина с окрашенной поверхностью, 541,7 ± 29,2 МПа) и после (прессованная натуральная древесина, 98,2±1,2 МПа). МПа, уплотненная древесина, 493,1 ± 20,3 МПа; уплотненная древесина с окрашенной поверхностью, 535,9 ± 30,0 МПа), выдерживающая относительную влажность 95% в течение 128 часов.

Дополнительные данные Рис. 6 Превосходные механические свойства различных пород уплотненной древесины.

Сравнение кривых напряжение-деформация, предела прочности при растяжении и работы разрушения для натуральных и уплотненных пород древесины: лиственных дуба и тополя, хвойных кедра и сосны. a – c , Дуб (прочность естественной древесины, 115,3 ± 10,2 МПа; прочность уплотненной древесины, 584,3 ± 290,8 МПа; работа излома естественной древесины, 1,84 ± 0,1 МДж м ^-3 ; уплотненная древесина излома, 5,3 ± 0,2 МДж м ^-3 ). d – f , Тополь (прочность естественной древесины, 55,6 ± 8,0 МПа; прочность уплотненной древесины, 431,5 ± 15,1 МПа; работа на излом естественной древесины, 0,48 ± 0,05 МДж, работа на излом уплотненной древесины м ^{−6 ^{−3 ^{−3 ^{−3 ^{−3 3,0 ± 0,1 МДж м ^-3 ). г – i , Кедр (прочность натуральной древесины: 46,5 ± 5,4 МПа; прочность уплотненной древесины: 550,1 ± 47,4 МПа; работа на излом натуральной древесины: 0,35 ± 0,06 МДж м ⁻³ ; уплотненная древесина разрушения, 3,3 ± 0,08 МДж м ⁻³ ). j – l , Сосна (прочность естественной древесины, 70,2 ± 10,0 МПа; прочность уплотненной древесины, 536,9 ± 24,7 МПа; работа естественной древесины на излом, 0,58 ± 0,07 МДж, уплотненная древесина м ^{−6 ^{−3 ^{−3 ^{−3 3,03 ± 0,33 МДж м ^-3 ). m , Сравнение структурных и механических свойств уплотненной древесины в этом исследовании и других ранее опубликованных ^{10,11,12,13,14,15,16,17,18,19} уплотненные древесные материалы из различных пород натурального дерева.}}}}}}}}}

Расширенные данные Рис. 7. Поверхность излома (плоскость RL) натуральной и уплотненной древесины.

a , c , Схемы натуральной и уплотненной древесины. b , СЭМ-изображение поверхности излома натуральной древесины, показывающее вытягивание и разрыв просвета полой древесины вдоль поверхности излома в плоскости RL. d , СЭМ-изображение поверхности излома уплотненной древесины в плоскости RL, показывающее вытягивание и разрушение древесных волокон из плотно упакованных клеточных стенок.

Расширенные данные Рис. 8. Имитационная модель для натуральной и уплотненной древесины.

a , Чтобы получить сжатую морфологию натуральных полых древесных волокон в моделировании, мы применяем граничное условие отражающей стены, а затем постепенно уменьшаем одно измерение окна моделирования, чтобы пучок сжимался в поперечном направлении. b , c , Морфологический вид несмятых ( b ) и сплющенных ( c ) пучков древесных волокон при протягивании. d – f , Эффект водородной связи (HB). d , Имитационная модель для демонстрации эффекта водородных связей. Два древесных волокна скользят вдоль друг друга. e , Соответствующие силы сопротивления с включенной и выключенной водородной связью (то есть с аннулированием потенциала Морзе в моделирующем силовом поле) рассчитываются как функция скользящего смещения, соответственно, показывая, что водородная связь увеличивает сопротивление усилие примерно в десять раз. f , Исходная конфигурация семилюминальной модели пучка, использованная в основном тексте. Каждый из этих просветов имеет диаметр 6,26 нм и длину 8,95 нм. g , Значения крупнозернистых параметров, используемых при моделировании.

Расширенные данные Рис. 9. Сравнение свойств при растяжении уплотненной древесины, укладываемой по осям X–Y, и однослойной уплотненной древесины.

a – c , Прочность на растяжение натуральной древесины и однослойной уплотненной древесины в направлении Т: a , иллюстрация направления растяжения, b , кривые напряжения-деформации при растяжении и c , предел прочности при растяжении в направлении T (натуральная древесина, 5,1 ± 0,4 МПа; уплотненная древесина, 43,3 ± 2,0 МПа). d – f , Свойства при растяжении уплотненной древесины при штабелировании по осям X–Y: d , иллюстрация уплотненной древесины при штабелировании по осям X–Y и двух перпендикулярных направлениях растяжения, e , кривые растяжения–деформации и f , предел прочности при растяжении уплотненной древесины X–Y штабелирования вдоль направлений 1 и 2 примерно одинаков (221,6 ± 20,0 МПа и 225,6 ± 18,0 МПа соответственно), что значительно выше, чем у натуральной древесины и однослойной уплотненной древесины в направлениях 1 и 2. направление Т.

Расширенные данные Рис. 10 Баллистические испытания.

a , Схема баллистического испытателя пневматического оружия. b , Фотография натуральной древесины после баллистических испытаний, показывающая относительно гладкую поверхность древесины после того, как пуля пробила древесину. c , d , SEM-изображения поверхности излома показывают, что разрушение происходит вдоль слабо связанных клеточных стенок в натуральной древесине. e , Фотография однослойной уплотненной древесины после баллистических испытаний, показывающая сильно потрескавшуюся поверхность древесины после того, как пуля пробила древесину. f , g , СЭМ-изображения поверхности излома показывают огромное количество древесных волокон, вырванных из плотно упакованных клеточных стенок, что свидетельствует о значительном рассеивании энергии во время удара снаряда, пробивающего уплотненную древесину. h , Баллистическое поглощение энергии однослойной уплотненной древесиной (Y, 2,5 ± 0,1 кДж м ⁻¹ ; X, 4,3 ± 0,08 кДж м ⁻¹ ) и многослойной уплотненной древесиной (X–Y–X–Y– X ламинат: 5,6 ± 0,2 кДж м ^-1 X–Y–X–Y–X ламинат: 6,0 ± 0,1 кДж м^-1 ) в обоих направлениях (X, направление выравнивания волокон; Y, перпендикулярно направлению выравнивания волокон). На вставках показаны схемы образца и держателя. i – l , Имитационная модель, использованная на рис. 4c, d. i , j , вид с торца и вид сверху модели параллельного древесного волокна соответственно.