Nanoscale structural and mechanical characterization of the cell wall of bamboo fibers

Zou, Linhua; Jin, H.; Lu, Wei‐Yang; Li, Xiaodong

doi:10.1016/j.msec.2008.11.007

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“…El criterio de diseño se baso en la eliminación de la uencia en la respuesta "deformación", no incluyendo así los efectos viscoelásticos en la descarga elástica. Se obtuvieron los parámetros elásticos módulo de elasticidad, y dureza (Zou et al 2009). El ciclo de carga para la lamela media y la capa S2 se de nió con una carga inicial por 5 s, hasta una carga máxima de 100 μN, luego la carga se mantuvo constante por 60 s, y nalmente se realizó la descarga en 5 s. Para la capa S1, se utilizó un ciclo de carga por 5 s, hasta alcanzar un máximo de 20 μN, luego se mantuvo la carga por 110 s, para nalmente realizar la descarga en 5 s.…”

Section: Materiales Y Métodosunclassified

Fracturas en madera de Eucalyptus nitens: efecto de las propiedades mecánicas a nivel ultraestructural y de la anatomía celular

Valenzuela¹,

Bustos²,

J³

et al. 2012

Maderas, Cienc. tecnol.

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RESUMENSe realizó un estudio para indagar en las causas y posibles factores que originan la fractura en la estructura de la madera de Eucalyptus nitens. Para esto se examinó el comportamiento nanomecánico de la lamela media (LM), de las capas S1 y S2 de la pared celular. También se determinaron el número, área y diámetro de los vasos que están asociados a niveles de agrietamiento extremos (alto y bajo). Se estudiaron dos familias de Eucalyptus nitens procedentes de dos sitios de la 8 va Región de Chile. Mediante el cálculo y análisis de la razón de ductilidad (E/H), se determinó que la LM es más quebradiza que la capa S1, y ésta a su vez más quebradiza que la capa S2; existiendo diferencias signi cativas en la ductilidad de estas capas. La LM y capa S1 se comportan como materiales resilientes, no así la capa S2. La diferencia en el módulo de resiliencia se relacionó con las mayores tensiones de corte que se presentaron en las interfaces LM/S2 y S1/S2. La caracterización de los vasos mostró que la familia con nivel de agrietamiento mayor, tiene mayor frecuencia, área y diámetro de vasos, los cuales contribuyen a la concentración de esfuerzos en la estructura celular de la madera. Los resultados evidenciaron que la capa S1 fue más débil que la capa S2 y LM dada la diferencia en resistencia entre ellas y que complementado con las tensiones internas que se generan en el proceso de crecimiento del árbol se producen las microgrietas. Palabras claves:Eucalyptus nitens, nanoindentaciones, propiedades nanomecánicas, anatomía de la madera, fracturas de la madera. ABSTRACTis study was conducted to investigate the causes and posibles factors related to fractures in the cellular structure in Eucalyptus nitens. Nanomechanical cell wall properties at the middle lamella level (ML), S1 and S2 layers were evaluated. In addition, the area, and diameter of vessels were measured. ese parameters were associated with extreme levels of cracking (high and low) in two Eucalyptus nitens families. e samples were taked from two sites of the 8 th Region of Chile. e analysis of the ductility ratio (E/H) demonstrated that the ML is more brittle than the S1 layer; and the S1 is more brittle than S2 layer. e ML and S1 layer behave like resilient materials, but not the S2 layer. e di erence in the modulus of resilience was related to higher shear stresses at the ML/ S2 and at S1/S2 interfaces. e characterization of the vessels showed that the families with greater level of cracking have also lower frequency and greater area and diameter of vessels e S1 layer was

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Section: Materiales Y Métodosunclassified

Fracturas en madera de Eucalyptus nitens: efecto de las propiedades mecánicas a nivel ultraestructural y de la anatomía celular

Valenzuela¹,

Bustos²,

J³

et al. 2012

Maderas, Cienc. tecnol.

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“…These properties include its low density, high tensile modulus, environmental friendliness, low cost, and local accessibility (Zhang et al 2010;Zakikhani et al 2014). The superior mechanical properties of bamboo are mainly attributed to its unidirectional oriented fibers that account for 40% of the culm by volume (Zou et al 2009;Fei et al 2016). Moreover, bamboo only takes several months to grow (Okubo et al 2004), whereas wood needs more than ten years.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Effects of Boric Acid and/or Borax Treatments on the Fire Resistance of Bamboo Filament

Yu¹,

Cai²,

Li³

et al. 2017

BioResources

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Bamboo filament, a material often used for indoor decoration, should be treated with flame retardants for safe use. This study evaluated the effects of different boron fire retardants on the heat release and smoke release of bamboo filaments and untreated samples via a cone analysis. A thermogravimetric analyzer (TA) instrument was used to investigate the fire retardant mechanisms of the different boron compounds. The results showed that compared to the untreated samples, fire retardants that contained boric acid or borax effectively reduced the heat and smoke release from the bamboo filament. The effects of the different ingredients in the fire retardant on the combustion process were quite different. During the combustion process, borax displayed better performance for restraining the heat release rate than boric acid, while for the total amount of heat release and the smoke suspension performance, the result was the converse. The excellent synergistic effect could be obtained by a mixture that contained a reasonable proportion of boric acid and borax (Boric Acid:Borax = 1:1). In the pyrolysis process, boric acid had stronger catalytic dehydration, while the mass loss in the treated samples with boric acid or higher proportions of boric acid was less than the loss in the boraxtreated samples.

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“…El ciclo comenzó con un tiempo de carga de 5 s, que se mantuvo constante por 60 s y finalmente una descarga en 5 s. De esta manera, la medición en la descarga donde se produce la deformación elástica, no incluye comportamientos viscoelásticos en las respuestas medidas (Zou et al 2009, Wimmer y Lucas 1997.…”

Section: Figura 1 Imagen En 2d Post-ensayo De Nanoindentaciones En Cunclassified

Caracterización de propiedades mecánicas para segregar familias de Eucalyptus nitens por Nanoindentación en relación al grado de agrietamiento de las trozas

Valenzuela¹,

Bustos²,

J³

et al. 2015

Maderas, Cienc. tecnol.

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RESUMENSeis familias de Eucalyptus nitens provenientes de dos suelos, arcilloso y trumao, localizados en la 8 va Región de Chile, fueron estudiadas para seleccionar aquellas familias con menor grado de agrietamiento. Se relacionaron parámetros de agrietamiento evaluados a mesoescala con las propiedades nanomecánicas en un elemento de volumen representativo de estos árboles. Para segregar las familias se analizó el porcentaje de área de grietas de estos árboles junto a la razón de ductilidad (E/H) obtenidos del módulo de elasticidad (E) y dureza (H) mediante la técnica de nanoindentación y el módulo de resiliencia (u r ) ambos en la lamela media y capa S2 de la pared celular. Además, se determinó la diferencia entre el módulo de resiliencia entre la lamela media y la capa S 2 (Δur), como un indicador de la tensión interfacial que induce fracturas principalmente en la capa S 1 de la estructura celular de la madera. La nanocaracterización permitió establecer que la lamela media es más débil y susceptible a generar microgrietas que se propagan hasta ser visibles formando grietas mayores. El parámetro Δur entre la lamela media y capa S 2 mostró ser menor en las familias 2 y 5. Estas familias presentaron menores niveles de tensión de corte en la interface de la capa S 2 -lamela media, por lo tanto, la cantidad de microgrietas, existiendo una buena relación con el porcentaje de grietas medidos en las familias de Eucalyptus nitens. De acuerdo a esto, las familias segregadas con bajo grado de tensión interfacial a nivel celular y bajo nivel de agrietamiento a mesoescala, fueron las familia 2 y 5. Palabras claves:Eucalyptus nitens, grietas internas, nanoindentaciones, pared celular, propiedades mecánicas. ABSTRACTSix Eucalyptus nitens families from two soils in the 8 th Region of Chile, clay and trumao, were studied to select families with lower degree of cracking. Cracking parameters evaluated at mesoscale, next to nanomechanical properties of the celular structure, were related in a representative volumen element of these tree, such as percentage of cracked area of trees relating them to the ductility ratio (E/H) obtained of values of modulus of elasticity (E) and hardness (H) by nanoindentation and the modulus of resilience (u r ) of the middle lamella and S 2 -layer of the cell wall were analyzed. Furthermore, it was determined that the difference between the modulus of resilience (Δu r ) of the middle lamella with the S 2 -layer is a good indicator of the interfacial stress inducing fractures in the S 1 -layer. Using nanocharacterization it was established that the middle lamella is more brittle and susceptible to generate microcracks that spread to meso scale. The Δu r

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Nanoscale structural and mechanical characterization of the cell wall of bamboo fibers

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Fracturas en madera de Eucalyptus nitens: efecto de las propiedades mecánicas a nivel ultraestructural y de la anatomía celular

Fracturas en madera de Eucalyptus nitens: efecto de las propiedades mecánicas a nivel ultraestructural y de la anatomía celular

Effects of Boric Acid and/or Borax Treatments on the Fire Resistance of Bamboo Filament

Caracterización de propiedades mecánicas para segregar familias de Eucalyptus nitens por Nanoindentación en relación al grado de agrietamiento de las trozas

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