Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Dr. Silikon (kako sam naučio prestati brinuti i voljeti obveznice siloksana)

Napomena urednika: Samantha Rose je uvježbana dizajnerica, a ne znanstvenica za materijal, ali kad je shvatila da na tržištu postoji niša koju treba napuniti, kao pravi tvorac, ona je težila naučiti sve što je mogla o potrebnim materijalima i proizvodnji , Upoznali smo je na World Maker Faire u New Yorku, gdje je podijelila priču o svom putovanju k profesionalcu.

Posegnuo sam za lopaticom iz ladice u kuhinji. Nekako sam sakupio šest ili sedam iz kojih sam mogao birati. Možda imate i takvu ladicu - neke lopatice sa silikonskim oštricama, neke s plastikom, neke s običnim drvenim ručkama, neke s metalnim ili plastičnim ili bambusovim. Dok sam ih skenirala, nezadovoljna, pitala sam se: zašto imam sedam špatula i zašto su sve tako neadekvatne?

Pokupio sam jednu. Silikonska oštrica: fleksibilna, toplinska, živopisna. Drvena ručka: spaljena i iskrivljena iz perilice posuđa. Odvojio sam oštricu i dršku kako bih pronašao suhi ostatak od posljednje upotrebe. Pomislio sam: "Zašto to ne čine samo iz jednog komada?"

Odgovor je bio univerzalna silikonska špatula. Ne bi izgorjelo ili se otopilo na štednjaku, niti bi se iskrivilo u perilici posuđa. Bilo bi to bešavno i snažno i lako za čišćenje. Ali to jednostavno nije postojalo. Gledao sam u trgovinama posvuda, bez sreće. Znajući što sada znam, možda je to bila cijena - oni su skupi za proizvodnju! Ali opet, možda je to bilo samo zato što nitko prije toga nije toliko razmišljao o tome. U svakom slučaju, htjela sam jednu. Htio sam napraviti jednu.

Tako je započela dvogodišnja potraga za stručnošću od silikona i savršenom spatulom. Htio sam napraviti spatulu koja će trajati vječno, s FDA odobrenim silikonom za hranu i visokom sigurnošću od topline. (Kod kuće sam oblikovao nekoliko prototipa, misleći da ako bi radio ispravno, napravit ću nekoliko za prijatelje i obitelj kao poklone. Modeli su bili cool, ali nedostajalo je poliranja.) Nakon što sam odlučio preseliti se u profesionalnog proizvođača, pojavila su se zanimljivija pitanja. Kako optimizirati fleksibilnost oštrice? Koji materijal treba upotrijebiti u jezgri kako bismo mu uravnotežili i smanjili zadržavanje topline? I najviše od svega: koliko otporna na toplinu možemo dobiti?

Kako se faza istraživanja i razvoja nastavila, pitanje otpornosti na toplinu u silikonima sigurnim za hranu postalo je fascinantno. Neki proizvođači pribora imaju tvrdnje od samo 350 ° F, a druge do 800 ° F na njihovom pakiranju. Postoje desetine čije oznake označavaju 600 ° F, 650 ° F ili 700 ° F. Varijacije u tvrdnjama o temperaturi su ogromne i zbunjujuće. Uostalom - i ja to znam, jer sada sam stručnjak za silikone - postoji ograničen broj "sastojaka" koji mogu ići u silikon koji se smatra sigurnim za hranu prema FDA propisima. Dodajte pogrešne stvari i na kraju ćete dobiti elastomer koji može izdržati više temperature, ali bolje odgovara kontaktu s mlaznim gorivom nego kodiranim jajima.

Čitala sam i guglala i čitala još nešto - sve u potrazi za najboljim dostupnim materijalima. Razgovarao sam s nekoliko znanstvenika sa značajnim teorijskim i praktičnim znanjem o svojstvima silikona. Poslao sam uzorke u laboratorij na testiranje.

Teška znanost iza toplinski stabilnih elastomera je fascinantna, a možda i najbolje prepuštena osobama poput Roberta A. Rheina, koji je napisao sveobuhvatnu recenziju o toj temi u ime Centra za pomorsko oružje u Kineskom jezeru, Kalifornija. prethodna rečenica, tip je vjerodostojni raketni znanstvenik. I u izvješću od 42 stranice, on iznosi sažetak silikonskih elastomera koji se bavi njihovom termičkom stabilnošću kao što je testiran u inertnoj atmosferi, u zraku ili u prisutnosti vode (svaki uvjet, naravno, daje različite rezultate). Njegovo izvješće postalo je moja biblija, konačno me dovelo do zaključka da kućne marke koje vam govore da je njihov silikon otporan na toplinu iznad 550 ° F samo su pogrešne.

Važno je ovdje istaknuti razliku između "stabilnosti" i "reaktivnosti". Testovi inertne atmosfere sami mjere stabilnost silikona. Upotreba u stvarnom svijetu mora uzeti u obzir reaktivnost, najčešće s kisikom i vodom. Drvena spatula će se puniti jer reagira s kisikom; pri produženom izlaganju razgradit će se i osloboditi nusproizvoda plina, a onda će se ti plinovi kombinirati s kisikom - što se kemijski događa kada se zapali. Ispitivanje u inertnoj atmosferi (argon ili dušik) osigurava ponovljivo, kontrolirano mjerenje, ali se ne može koristiti samo za procjenu sigurne temperature upotrebe bilo kojeg materijala. "Po brojevima", ovi testovi inertne atmosfere pokazuju viši rezultat - rezultat koji pokazuje stabilnost, ali ne i reaktivnost. Rezultat koji mi je fascinantan kao glupan, ali ne toliko koristan kao domaći kuhar.

U stvarnom okruženju kuhanja (tj. Izvan komore za testiranje inertnog plina u laboratorijskom uređaju), stvarna ograničenja otpornosti na toplinu su prilično uska za silikone koji su sigurni za hranu, te se nalaze u rasponu od 400 ° F za produljeno izlaganje. Trenutna toplina oko 525 ° F je u redu. Iznad 550 ° F gledate na vrlo brzu degradaciju. Na molekularnoj razini, polimerni lanci preuređuju i gasove nusproizvoda plina; na makroskopskoj skali, fizička svojstva kao što su boja, tekstura i lomljivost trajno se mijenjaju. Na 986 ° F, uzorak testiran u prisutnosti kisika će se potpuno razgraditi - ostat će preostali, modificirani polimeri i nusproizvodi plina.

Zašto onda neke tvrtke tvrde više temperature? Pripremite ga marketingu. Hipotetički, određeni laboratorijski testovi provedeni u inertnoj atmosferi mogu donijeti veći broj inače dobronamjernom marketinškom izvršitelju koji donosi odluke o tome što pisati na komadu pakiranja. I veći zvuči bolje. Ali to se ne čini pošteno potrošačima, čije su kuhinje pune kisika i plamena, a ne plina argona. Evo što je pošteno: svi koristimo isti silikon. Svi mi kuhinjski brandovi. Silikon koji je siguran u hrani ima ograničen broj sastojaka i time ograničen raspon karakteristika i svojstava. I sve je to otporno na toplinu negdje oko 450 ° F-525 ° F. To je raspon koji se temelji na okruženju za kuhanje i količini vremena izloženog toplini i nizu drugih čimbenika.

Na GIR (Get It Right), odlučili smo objaviti 464 ° F kao našu "službenu" temperaturu otpornost na toplinu. To je konzervativna procjena. Na trenutak možete ići na 525 ° F bez štetnih učinaka. Ali za dugotrajno izlaganje i za vrstu teške upotrebe koju želimo zagovarati za naše "neuništive" lopatice, 464 ° F je vjerodostojniji prag. Volim razmišljati o tome kao o ograničenju brzine - to je smjernica osmišljena kako bi vas zaštitila. Držite ga ispod 464 ° F i možete se okrenuti od peći, nasjeckati još jedan luk i vratiti se bez brige o tome da zapalite ruku kad je podignete. Isprobajte ograničenje brzine ako želite, ali samo znajte da morate posebno paziti kada vozite brzo. Usput, točka sagorijevanja svakog uobičajenog ulja je znatno ispod te granice. Praktično govoreći, uništili biste večeru prije nego što ste mogli imati bilo kakav utjecaj na strukturalni integritet spatule.

Ovo duboko zaronjavanje u silikonska istraživanja u konačnici je informiralo naš dizajn proizvoda i proces izrade, ali i predstavlja zanimljiv marketinški izazov. Teško je osjećati se kao jedina osoba u sobi koja je izvršila dodijeljeno čitanje. Pogotovo kada su odgovori nedostižni i zaslužni za sati istraživanja. Marketer u meni želi da naše lopatice budu otporne na toplinu na 600 ° F. Ali oni ne mogu biti - to jednostavno ne radi na taj način. Kada ga vidite na tuđem pakiranju, ne kupujte ga. Ako pitate Samantu Glavnog časnika za znanost, rekao bih vam da znanost uvijek pobjeđuje i da ne biste trebali vjerovati svemu što čitate (osim ako je to napisao raketni znanstvenik).

Sada proizvodimo nove proizvode, krećući se izvan lopatica i na kraju izvan kuhinje. Da bismo financirali pothvat i podijelili našu priču, na Kickstarteru smo s kampanjom za mini, mršave i pro spatulas, i širimo se na cijelu liniju peraja, žlica i strugača. Oni su praktički neuništivi, i da - svi su otporni na toplinu na 464 ° F, baš kao što su moja istraživanja rekla da će biti.

Hakiranje vlastitog obrazovanja ovih je dana vruća fraza i pretpostavljam da bi se moglo reći da sam to učinio da bih postao stručnjak za silikon. Prvo, zabavio sam se. Izvukao sam znanje iz raznih izvora, fokusiran na učinkovitost i specifičnost pretraživanja. Bio sam uporan kad mi se činilo da nema čvrstih odgovora, koji se nikada nisu suzdržavali postavljanja pitanja. Povezao sam to s nečim opipljivim, sposobnim - dati znanje svrsi i pustiti ga da pokreće stvaranje. I obavio sam nekoliko telefonskih poziva. Dr. Rhine je sretno umirovljena u Kaliforniji i kaže da radim pravu stvar.

Udio

Ostavite Komentar