Kombinace homogenizace a nanoindentace pro odhad úhlu mikrofibril smrkového dřeva

Abstract

Tato práce se zabývá odhadem odklonu celulózových vláken v buněčné stěně smrkového dřeva využitím porovnání výsledků získané mikromechanickou homogenizací s výsledky měření pomocí nanoindentace. Homogenizace byla prováděna s postupným zvětšováním měřítka tzv. "od nejmenšího k největšímu" pomocí self-konzistentní metody pro první stupeň (polymerní síť), metody Mori-Tanaka pro druhý (buněčná stěna) a třetí stupeň (lumeny) a pomocí klasické laminační teorie pro čtvrtý stupeň (laminát). Následně postupným porovnáváním efektivního modulu pružnosti, získaného homogenizací na úrovni buněčné stěny s různě natočenými vlákny, a Youngova modulu pružnosti z měření pomocí nanoindentace byl zjištěn výsledný odklon mikrofibril.

The thesis is concerned with the estimation of the microfibril angle in the wood cell wall using the combination of the micromechanical homogenization and nanoindentation measurement. For the homogenization, the upscale model was used employing the Self-consistent method for the first step (Polymer network) and the Mori-Tanaka method for the second (Cell wall) and the third one (Lumens), and also the standard rule of mixtures for the fourth step (Laminate). The effective longitudinal elastic modulus of the cell wall level with rotated microfibrils was compared with Young's modulus from the nanoindentation. This iterative computation led to the microfibril angle (MFA).