सामग्री और उनके गुण (Materials)

सामग्री के प्रकार

• लकड़ी: पेड़ों से. कठोर लकड़ी (सागौन, ओक) और नरम लकड़ी (चीड़). बनाए गए बोर्ड: प्लाईवुड, MDF.
• धातुएँ: लोहा, स्टील, एल्युमिनियम, ताँबा. मज़बूत, चमकदार, अच्छे चालक. धातुओं का मिश्रण मिश्रधातु (स्टील, पीतल).
• प्लास्टिक (बहुलक): थर्मोप्लास्टिक दोबारा पिघलते हैं (PET बोतल); थर्मोसेट एक बार में हमेशा के लिए सख़्त (स्विच कवर).
• काँच और सिरेमिक: कठोर, गर्मी सहने वाले, पर भंगुर.
• वस्त्र: रेशों से बने कपड़े.
• कंपोज़िट (संमिश्र): दो सामग्रियाँ मिलकर दोनों की ख़ूबी (सरिया वाला कंक्रीट, फ़ाइबरग्लास, कार्बन फ़ाइबर).

सामग्री के गुण

• मज़बूती: टूटने से पहले कितना बल सहे.
• कड़ापन: कितना कम मुड़े. उलटा: लचीलापन.
• कठोरता: खरोंच और गड्ढे से बचाव.
• चीमड़पन (टफ़नेस): झटका सहे, टूटे नहीं. उलटा: भंगुर (काँच).
• घनत्व = द्रव्यमान ÷ आयतन (g/cm³). पानी (1 g/cm³) से कम हो तो तैरे.
• ऊष्मा चालकता: धातुएँ सुचालक; लकड़ी, प्लास्टिक, हवा कुचालक.
• विद्युत चालकता: ताँबे का तार, प्लास्टिक का आवरण.
• और: पारदर्शिता, जलरोधिता, संक्षारण (जंग), लागत, पुनर्चक्रण.

इंजीनियर ऊर्जा के लिए भी सामग्री चुनते हैं: गाड़ियों में हल्की मिश्रधातु, सोलर सेल में सिलिकॉन, इमारतों में इंसुलेशन.

सही सामग्री कैसे चुनें

इस क्रम में पूछो:

1. काम: चीज़ को क्या करना है? (भार उठाना, गर्मी पहुँचाना, पानी रोकना)
2. ज़रूरी गुण: सूची बनाओ.
3. बनाना: क्या हमारे औज़ारों से काट, मोड़, ढाल या जोड़ सकते हैं?
4. लागत और उपलब्धता.
5. रूप और अनुभव, उपयोगकर्ता की सुरक्षा.
6. पर्यावरण: नवीकरणीय? पुनर्चक्रण योग्य? बनाने में कितनी ऊर्जा?

उदाहरण: स्कूल कुर्सी की सीट — प्लाईवुड या पॉलीप्रोपिलीन (मज़बूत, हल्की, सस्ती, साफ़ करने में आसान); ढाँचा — स्टील पाइप (मज़बूत, कड़ा).

जोड़ने की विधियाँ

• अस्थायी (खोल सकते हैं): पेंच, नट-बोल्ट, क्लिप, नॉक-डाउन फ़िटिंग.
• स्थायी: कील, गोंद (लकड़ी के लिए PVA, कई चीज़ों के लिए एपॉक्सी), रिवेट, वेल्डिंग (धातु के टुकड़े पिघलाकर जोड़ना), सोल्डरिंग (कम गलनांक वाली धातु से तार जोड़ना), लकड़ी के जोड़ (डॉवेल, चूल-खाँचा).
• कपड़ा: सिलाई, सीवन, गर्मी से चिपकाना, बटन-टिच, ज़िप.

जोड़ चुनो: सामग्री, ज़रूरी मज़बूती, खोलना पड़ेगा या नहीं, और रूप के हिसाब से.

कपड़ों की सामग्री: रेशे और वस्त्र

प्राकृतिक रेशे: सूती (ठंडा, पसीना सोखे), लिनन, ऊन (गर्म, हवा फँसाए), रेशम (चिकना, चमकदार). कृत्रिम रेशे: पॉलिएस्टर, नायलॉन, ऐक्रिलिक — मज़बूत, जल्दी सूखें, कम सिकुड़न, पर पसीना नहीं सोखते और आग के पास पिघलते हैं.

रेशों को कातकर धागा बनता है, फिर बुनाई (ताना-बाना, मज़बूत) या निटिंग (फंदे, खिंचने वाला). पॉली-कॉटन जैसे मिश्रण दोनों की ख़ूबी लाते हैं. रंगाई से रंग आता है; नील और हल्दी जैसे पौधों से प्राकृतिक रंग.

इतिहास: लोग पहले खाल और पौधों के रेशे पहनते थे, फिर हाथ से कातना-बुनना; 1800 के दशक में मशीनों ने कपड़ा सस्ता किया; 1900 के दशक में कृत्रिम रेशे आए.

करके देखो: रसोई में सामग्री की खोज

स्टील, लकड़ी और प्लास्टिक का एक-एक चम्मच लो. गर्म (उबलता नहीं) पानी के कप में एक मिनट रखकर ऊपर का सिरा छुओ — कौन सबसे गर्म? फिर बाल्टी के पानी में डालो — कौन तैरता है? तालिका बनाओ: सामग्री, मुड़ता है?, गर्म होता है?, तैरता है?. फिर गर्म दाल चलाने के लिए सबसे अच्छा चम्मच चुनो और कारण लिखो. 3D में खुद करो वाले चरण में हर काम आज़माओ.

मुख्य सूत्र और परिभाषाएँ

• घनत्व = द्रव्यमान ÷ आयतन (g/cm³); पानी = 1 g/cm³
• घनत्व < 1 g/cm³ → पानी में तैरे; > 1 → डूबे
• सुचालक (धातुएँ) बनाम कुचालक (लकड़ी, प्लास्टिक, हवा)
• मज़बूत ≠ कड़ा ≠ कठोर ≠ चीमड़
• जोड़: अस्थायी (पेंच, बोल्ट) बनाम स्थायी (गोंद, कील, वेल्डिंग)
• चुनना: काम → गुण → बनाना → लागत → रूप → पर्यावरण

हल किए गए उदाहरण

आम गलतियाँ

• मज़बूती और कड़ेपन को एक मानना: रस्सी मज़बूत है पर कड़ी नहीं.
• कठोर को चीमड़ मानना: काँच कठोर है पर भंगुर.
• सोचना कि भारी चीज़ हमेशा डूबती है: बड़ा लकड़ी का लट्ठा तैरता है क्योंकि घनत्व 1 से कम है.
• सिर्फ़ रूप या क़ीमत देखकर सामग्री चुनना, काम और सुरक्षा भूल जाना.