Υλικά και ιδιότητες

Γιατί το κουτάκι είναι από αλουμίνιο;

Ένα κουτάκι αναψυκτικού είναι από αλουμίνιο, ένα μπουκάλι νερού από πλαστικό, μια καρέκλα του σχολείου από ξύλο και σίδερο. Κανένα δεν διαλέχτηκε τυχαία. Το αλουμίνιο είναι ελαφρύ, δεν σκουριάζει και ανακυκλώνεται ξανά και ξανά. Το πλαστικό είναι φτηνό, διάφανο και δεν σπάει αν πέσει. Η επιλογή του υλικού είναι από τις πιο σημαντικές αποφάσεις ενός σχεδιαστή, και ξεκινά από τις ιδιότητές του.

Οι οικογένειες των υλικών

Οι ιδιότητες που κρίνουν

• Πυκνότητα: πόσο «βαρύ» είναι το υλικό για τον όγκο του. Την είδες στη Φυσική. Στη σχεδίαση κρίνει αν το προϊόν θα είναι εύκολο να το σηκώσεις, να το κρεμάσεις ή να το μεταφέρεις.
• Σκληρότητα: πόσο αντέχει στο χάραγμα και στο βαθούλωμα.
• Ευκαμψία ή ελαστικότητα: λυγίζει και ξαναγυρίζει; Ή μένει λυγισμένο (όπως το σύρμα) ή σπάει (όπως το γυαλί);
• Αντοχή: πόσο φορτίο σηκώνει πριν σπάσει ή λυγίσει μόνιμα.
• Αντοχή στο νερό και στη διάβρωση: σκουριάζει, φουσκώνει, σαπίζει;
• Θερμική και ηλεκτρική αγωγιμότητα: τα μέταλλα άγουν, ξύλο και πλαστικά μονώνουν. Γι' αυτό το καλώδιο είναι χαλκός ντυμένος με πλαστικό.
• Κατεργασία: κόβεται, τρυπιέται, κολλιέται με τα εργαλεία που έχεις;
• Κόστος και ανακύκλωση: πόσο κοστίζει, και τι γίνεται όταν το προϊόν πεταχτεί.

Ίδιο κομμάτι, άλλο υλικό

Φαντάσου την ίδια βάση κινητού φτιαγμένη από έξι διαφορετικά υλικά. Με «ίδιο όγκο» δες πόσο θα ζύγιζε η καθεμιά. Με «ίδια μάζα» δες πόσο μεγάλη θα έβγαινε αν ζύγιζε το ίδιο.

Τι κρατάμε σταθερό

Ίδιος όγκοςΊδια μάζα

−100 cm³+

• Μπάλσαπυκνότητα 0,15 g/cm³15 g
• Πεύκοπυκνότητα 0,5 g/cm³50 g
• Πολυπροπυλένιο (PP)πυκνότητα 0,9 g/cm³90 g
• Ακρυλικόπυκνότητα 1,18 g/cm³118 g
• Αλουμίνιοπυκνότητα 2,7 g/cm³270 g
• Χάλυβαςπυκνότητα 7,85 g/cm³785 g

Ίδιο μέγεθος, πολύ διαφορετικό βάρος: η χαλύβδινη βάση ζυγίζει πάνω από 50 φορές όσο η βάση από μπάλσα.

Οι τιμές είναι στρογγυλεμένες: το ξύλο αλλάζει πυκνότητα από δέντρο σε δέντρο και με την υγρασία του. Πρόσεξε και το νερό ($1$ g/cm³): ό,τι έχει μικρότερη πυκνότητα επιπλέει. Το πολυπροπυλένιο επιπλέει, το ακρυλικό βουλιάζει. Έτσι ξεχωρίζουν και πλαστικά στα κέντρα ανακύκλωσης.

Δοκιμές που κάνεις στο θρανίο

Η δοκιμή του μαγνήτη

Ο μαγνήτης έλκει τα σιδηρούχα μέταλλα. Πρόβλεψε για κάθε αντικείμενο: θα κολλήσει ή όχι;

Θα κολλήσει στον μαγνήτη;

Ορειχάλκινο κλειδί

Κολλάει (σιδηρούχο)Δεν κολλάει

0 / 8

Τέσσερις απλές δοκιμές λένε πολλά για ένα άγνωστο δείγμα:

1. Μαγνήτης: σιδηρούχο ή όχι.
2. Χάραξη με ένα καρφί: όσο πιο βαθιά η γρατζουνιά, τόσο πιο μαλακό το υλικό.
3. Κάμψη: λυγίζεις μια λωρίδα λίγο και την αφήνεις. Γυρίζει πίσω, μένει λυγισμένη ή σπάει;
4. Επίπλευση σε νερό: πυκνότητα μικρότερη ή μεγαλύτερη από του νερού.

Ανακύκλωση

Στα πλαστικά συχνά βλέπεις ένα τρίγωνο με αριθμό: τον κωδικό ρητίνης. Λέει από ποιο πλαστικό είναι φτιαγμένο: 1 PET (μπουκάλια νερού), 2 HDPE (μπουκάλια απορρυπαντικών), 3 PVC (σωλήνες), 4 LDPE (σακούλες), 5 PP (καπάκια, κουτιά φαγητού), 6 PS (φελιζόλ), 7 άλλα. Το τρίγωνο δεν σημαίνει ότι το προϊόν ανακυκλώνεται παντού· δείχνει μόνο το υλικό.

Τα μέταλλα ανακυκλώνονται πολύ καλά. Κατά το Διεθνές Ινστιτούτο Αλουμινίου, η ανακύκλωση του αλουμινίου χρειάζεται περίπου 95% λιγότερη ενέργεια από την παραγωγή του από το ορυκτό.

Ας το κάνουμε μαζί

Δοκίμασέ το πρώτα. Μετά δες τη λύση.

Δείξε τη λύση

Δοκίμασέ το πρώτα. Μετά δες τη λύση.

Δείξε τη λύση

Το έργο σου: κουτί με δείγματα υλικών

Μάζεψε μικρά δείγματα, περίπου 2 × 8 cm, από υλικά που βρίσκεις εύκολα: πεύκο, κόντρα πλακέ, χαρτόνι, κομμάτι από πλαστικό μπουκάλι (PET) και από καπάκι (PP), αλουμίνιο από κουτάκι (με τις άκρες διπλωμένες και τριμμένες, γιατί κόβουν). Κάνε σε καθένα τις τέσσερις δοκιμές (μαγνήτης, χάραξη, κάμψη, επίπλευση) και γράψε τα αποτελέσματα σε πίνακα. Κόλλησε τα δείγματα σε ένα χαρτόνι με ετικέτες. Στο τέλος απάντησε: ποιο από αυτά θα διάλεγες για το δικό σου έργο, και γιατί;