В данной работе изучены механические свойства рогоза при его линейном растяжении. Также внимание уделено установлению факта содержания в структуре рогоза волокон. Получены зависимости изменения механического напряжения от деформации.
Ключевые слова: волокносодержащий, электропроводность, широкополосный, гибкость.
In this paper we study the mechanical properties of cattail with its linear extension. Attention is also paid to establishing the fact of the content of fibers in the structure of the cattail. Dependences of the change in mechanical stress on deformation are obtained.
Key words: fiber -containing, electrical conductivity, broadband, flexibility.
В последние годы большое внимание уделяется изучению физических свойств волокносодержащих растений. Так например, изучению физических свойств хлопковых волокон и влияние на них различных внешних воздействий посвящена работа [1], где особое внимание уделяется изучению электропроводности хлопковых волокон и её связи со структурными изменениями.
Одним из волокносодержащих растений, в структуре которого имеется волокна, является рогоз (Typha). Это тип многолетних растений семейства рогозовых [2]. Растение является водной или болотной травой с длинным ползучим корневищем. Толстые стебли высотой до 3 метров у основания часто лукообразно расширены. Согласно работе [3] узкие листы, обычно превышают длину стебля; благодаря их винтообразной скрученности, а также выделяемый клетками влагалищ рогоз хорошо противостоят сильным механическим воздействиям. Поэтому стебли рогоза применяют как материал для плетения корзин, циновок и т. д.
Рогоз широкополосный (Typha latifoliya), химический состав которого мало изучен, применяется как кровоостанавливающее и ранозаживляющее средство.
Интересные данные, относящиеся к названию рогоза на различных языках приведены в работе [4]. Так например, рогоз (786) Typha angustifoliya — рогоз узколистный: лўк (узб), еген (турк), кўга (узб, кир), иез (турк), кога (йаз); Рогоз (787) Typha minima Tunk — рогоз малый: мисли куга (узб), ёз (турк), мой куга (каз); Рогоз (788) Typha latifoliya — рогоз широколистный: қўға (узб), лўк (узб), еген (турк), иез (турк), кога (каз).
В работах [5] даны некоторые особенности рогоза, из которых следует, что рогоз использовали для изготовления «рогозы», сплетенной из листьев для замены ткани. Листья обладают свойством гибкости, даже при полном высохшем состоянии. Также отмечены, что рогоз обладает антисептическими и бактерицидными свойствами. Указаны факты, что листья рогоза содержат в составе большое количество аскорбиновой кислоты, протеин, небольшое количества жира. В корневищах рогоза широкополостного обнаружены дубильные вещества, сахар, крахмал, щавелевокислый кальций, белок и жир.
Как видно из анализа литературы, хоть рогоз обладает удивительными свойствами, малоизученными аспектами остаются исследование его структуры, механических свойств.
В данной работе изучены физические свойства природного волокна — рогозы по направлению его волокносодержания, определены механические свойства и степень прочности.
Для исследования были собраны рогоз узколистный, растущий в водных местностях Бузского района Андижанской области. Для обнаружения волокон были подготовлены образцы длиной 1 см. В данных образцах, в продольном направлении были сняты поверхностные слои для лучшего наблюдения волокон рогоза, затем с помощью цифрового микроскопа были наблюдены структуры данных образцов.
Для исследования механических свойств рогоза была собрана специальная установка позволяющая осуществить линейное растяжение под нагрузкой, причем микрометр (точность 0,01 мм) установленный на данной установке позволял фиксировать малые изменения удлинения.
Как было указано выше, для обнаружения волокон в образцах рогоза были исследованы ряд образцов с помощью цифрового микроскопа и получены соответствующие снимки (рис.1)
а б
Рис.1. Строение рогоза (а) и его структура (б)
Как видно из рисунка 1 а, б, образцы рогоза содержат особо тонкие волокна (Рис.1а) направленные как в продольном так и поперечном направлениях и образуют структуру в виде клетки (Рис. 1б). Данный факт, по-видимому, способствует увеличению прочности рогоза.
Далее, с помощью собранной установки, были изучены зависимости механического напряжения от деформации. Исследуемые образцы длиной 12 см подвергались линейному растяжению под воздействием нагрузок. График зависимости механического напряжения от деформации представлен на рисунке 2. Как видно из графика участок ОА характеризует упругую деформацию и достаточно хорошо согласуется с законом Гука. На участке АВ наблюдается медленный рост деформации. Затем на участке ВС наблюдается увеличение деформации при малых изменениях механического напряжения, что, по-видимому, свидетельствует о появлении «текучести».
На исследуемом образце были проведены опыты при по этапном снятии нагрузок (Рисунок-2, график -2) и обнаружено, что данные образцы рогоза достаточно долгое время не восстанавливали первоначальную длину. Данный факт свидетельствует о том, что в образцах возникала остаточная деформация (ε0)
Рис. 2. Удлинение образца при приложении нагрузки. 1 — при увеличении нагрузки, 2 — при снятии нагрузки
Таким образом установлено, что рогоз узколистный содержит особо тонкие волокна, которые способствуют повышению его прочности. Полученные данные помогут в понимании физических свойств рогоза и могут быть использованы в практической медицине.
Литература:
- А. Т. Мамадалимов, П. К. Хабибуллаев, М.Шерматов,“Некоторые проблемы модификации физических свойств хлопковых волокон”, Uzbek journal of physics. Volume 1, Number 6, 1999, p. 465–479.
- А.Вишневский, М. И. Шрабер “Военно-полевая хирургия”. Руководство для врачей и студентов. Издательств “Медицина”, Москва-1968.
- “Биологической энциклопедический словарь”. Главный редактор М. С. Гиляров. Москва “Советская энциклопедия”. 1989. Рогоз-стр 544–545.
- С. С. Сахобиддинов, “Ўрта Осиёдаги фойдали ва зарарли ўсимликларнинг илмий ҳам маҳаллий номлари луғати (Словарь местных и вредных растений Средней Азии)”. УзССР Фанлар академияси нашриёти.Тошкент 1953.59- бет.
- Бернардино де Саагун, Куприенко С. А. Общая история о делах Новой Испании. Книги X-XI: Познания ацтеков в медицине и ботанике / Ред. и пер. 6.С. А. Куприенко. — К.: Видавець Купрієнко С. А., 2013. — 218 с. — (Месоамерика. Источники. История. Человек). — ISBN 978–617–7085–07–1.
