Найти тему
Научное поприще

Ножи и посудомоечная машина Применим научный подход

Я люблю посудомоечную машину - особенно за энергию, которую он экономит. Полностью загруженная современная посудомоечная машина, работающая на экономичном цикле, потребляет меньше воды и электричества, чем при мытье посуды вручную. Но является ли посудомоечная машина дружелюбной ко всей вашей посуде? В частности, слышали ли вы, что не следует класть в посудомоечную машину острые кухонные ножи из нержавеющей стали, потому что они могут затупиться?

https://www.pinterest.ru/pin/768356386415592594/
https://www.pinterest.ru/pin/768356386415592594/

Теперь, прежде чем мы подойдем к заостренному концу вещей, вы должны знать немного больше о посудомоечной машине.

Ее изобрела утонченная и богатая светская львица из Чикаго, Жозефина Гарис Кокрэйн. Творческая инженерия протекала в ее крови - ее дед (Джон Фитч) был ранним изобретателем парохода, в то время как ее отец (Джон Гарис) был инженером-строителем, который помогал строить Чикаго.

Мотивом для Жозефины изобрести первую посудомоечную машину стали ее слуги - они постоянно ломали ей дорогую посуду. В 1883 году ее машина для мытья посуды получила высшую награду на Всемирной выставке за "лучшую механическую конструкцию, долговечность и адаптацию к своему виду деятельности".

Это первая посудомоечная машина. А как же первые ножи?

Ну, мы, люди, используем ножи уже миллионы лет. Но ранние лезвия были сделаны из камня, а не из нержавеющей стали.

Каменные лезвия могут быть удивительно острыми, но они затупляются удивительно быстро. Один абразивный режущий штрих может удалить настолько острую кромку лезвия, что второй штрих потребует на 70% больше усилий для достижения того же результата.

Большая часть затупления происходит во время первого использования - последовательные разрезы делают режущую кромку только немного более тупой. Из-за быстрой потери производительности, когда каменная кромка затупляется так быстро, некоторые археологические памятники замусорены таким количеством притупленных лезвий, что миллионы лет назад они вмешивались в местную экологию.

Наши предки использовали каменные лезвия для многих целей - для шкуры животного при подготовке к ношению, для резьбы по дереву, раковине или кости, чтобы сделать остриё копья, или для выкапывания клубней.

Следующим большим скачком в технологии лезвий было использование металлов, а не камня. Бронза не ржавела, но была не очень твердой, поэтому она легко затуплялась. Железо было намного тверже, чем бронза, но оно легко ржавело.

Нержавеющая сталь, однако, обладала твердостью железа в сочетании с устойчивостью к ржавчине.

Еще в 1821 году французский металлург Пьер Бертье понял, что добавление в железо стально-серого элемента хрома придало железу некоторую степень устойчивости к коррозии. В 1872 году Джон Т. Вудс и Джон Кларк из Англии запатентовали сплав "водостойкий". Он был близок к современной нержавеющей стали.

Это заняло немного больше времени, но к началу 1900-х годов из различных сплавов нержавеющей стали были построены корпус корабля из хромоникелевого сплава, коррозионностойкие стволы орудий и да, ножи и вилки.

Существует около 150 разновидностей нержавеющей стали, около 15 из которых используются очень часто. Нержавеющие стали могут иметь различную кристаллическую структуру, быть магнитными или немагнитными, иметь различную степень коррозионной стойкости и твердости. Но в целом, чтобы считаться нержавеющей сталью, им нужно как минимум 11% хрома по весу.

Вот что странно в нержавеющей стали. Она ржавеет, но ржавчина очень липкая (или липкая) ... и она не пористая. Когда вы соединяете эти два свойства вместе, вы получаете ржавчину, которая на самом деле защищает.

Чтобы понять это немного больше, давайте посмотрим на скучное старое обычное железо.

При реакции железа с кислородом образуется оксид железа - красно-коричневое покрытие, которое вы могли видеть на волнистом сарае или старых ногтях. Это не полезная ржавчина. Во-первых, эта ржавчина очень пористая. И вода, и кислород могут диффундировать через нее, чтобы попасть на свежее железо внизу. Во-вторых, эта ржавчина не липкая - и очень хрупкая. Она просто отслаивается.

Так что железо ржавеет на поверхности, и вода и кислород рассеиваются прямо сквозь эту ржавчину. Ржавчина шелушится, создавая новую чистую поверхность железа, затем эту поверхность свежего железа ржавеет. Цикл повторяется до тех пор, пока все железо не превратится в мягкую, пористую ржавчину.

Но нержавеющая сталь совсем другая. Помимо того, что нержавеющая сталь в основном является железом, она также содержит более 11% хрома. Кислород в сочетании с хромом образует блестящую ржавчину, называемую оксидом хрома. Эта ржавчина очень отличается от оксида железа. Во-первых, оксид хрома очень непористый - вода и кислород не могут через него пройти. Вторая разница заключается в том, что она очень плотно прилипает к железу, находящемуся под ней. Поэтому как только образуется этот очень тонкий блестящий поверхностный слой ржавчины оксида хрома - реакция ржавчины просто прекращается.

Поэтому в зависимости от марки нержавеющей стали и окружающей среды, в которой она находится, она эффективно не ржавеет. И если этот тонкий слой ржавчины из оксида хрома поцарапан, ну а если вокруг него есть кислород, то хром в железе под ним просто ржавеет - и опять же, реакция тогда останавливается. Можно почти считать нержавеющую сталь самовосстанавливающейся.

Теперь это делает нержавеющую сталь довольно хорошо подходящей для работы в качестве ножа, потому что она не ржавеет, и она хорошо держит форму.