خانه
انواع چوب
گزارش جامع و تحلیلی شناخت انواع چوب

گزارش جامع و تحلیلی شناخت انواع چوب

اشتراک

بررسی تمایزات ساختاری، خواص مکانیکی، فرآوری شیمیایی و کاربردهای صنعتی چوب‌های نرم و سخت

مقدمه و بازتعریف پارادایم‌های شناخت متریال چوب

چوب به عنوان یکی از پیچیده‌ترین، استراتژیک‌ترین و قدیمی‌ترین متریال‌های ارگانیک در تاریخ تمدن بشری، دارای ساختاری بیولوژیکی و شیمیایی است که شناخت دقیق آن نیازمند عبور از تعاریف سطحی و بازاری است. بر اساس تحقیقات انجام شده در حوزه مواد طبیعی، چوب دومین ماده طبیعی پرکاربرد در صنایع ساخت و ساز و تولید وسایل ضروری زندگی است که بافت سلولی آن عمدتاً از سلولز، همی‌سلولز و لیگنین تشکیل شده است.¹ با این وجود، یکی از بزرگترین سوءتفاهم‌های علمی و تجاری در میان مصرف‌کنندگان و حتی برخی فعالان صنایع سلولزی، درک نادرست از مفاهیم “چوب نرم” (Softwood) و “چوب سخت” (Hardwood) است. این اصطلاحات به هیچ وجه بازتاب‌دهنده مقاومت فیزیکی، چگالی یا میزان سختی چوب در برابر ضربه و فشار نیستند، بلکه ریشه در طبقه‌بندی‌های گیاه‌شناسی، نحوه تولید مثل درختان و تکامل ساختار سلولی آن‌ها دارند.³

برای درک بهتر این پارادوکس ظاهری، بررسی نمونه‌های افراطی در طبیعت بسیار راهگشا است. چوب درخت «بالسا» (Balsa) که یکی از سبک‌ترین، متخلخل‌ترین و نرم‌ترین چوب‌های شناخته شده در جهان است و به طور گسترده در ساخت ماکت، تخته‌های موج‌سواری و عایق‌های آکوستیک کاربرد دارد، از نظر علمی در دسته چوب‌های سخت طبقه‌بندی می‌شود.⁵ در نقطه مقابل، چوب درخت «سرخدار» (Yew) با وجود تراکم و مقاومت فشاری بسیار بالا که آن را برای ساخت کمان‌های جنگی در دوران باستان ایده‌آل می‌ساخته است، از منظر گیاه‌شناسی یک چوب نرم محسوب می‌گردد.⁶ این گزارش با هدف ارائه یک راهنمای مرجع، تخصصی و جامع، به کالبدشکافی دقیق تفاوت‌های این دو گروه عظیم گیاهی از منظر تکامل بیولوژیکی، آناتومی میکروسکوپی آوندها، تحلیل خواص مکانیکی با تکیه بر مقیاس جانکا، بررسی محصولات مهندسی شده نظیر ام‌دی‌اف و تخته چندلا، استراتژی‌های پرداخت سطحی، مقاومت‌های محیطی و همچنین خطرات بیولوژیکی و سم‌شناسی کار با انواع گونه‌های چوب می‌پردازد.

بخش اول: ریشه‌های تکاملی و طبقه‌بندی گیاه‌شناسی

تفاوت‌های بنیادین میان چوب‌های نرم و چوب‌های سخت از استراتژی‌های تکاملی و تولید مثلی این درختان در طول دوره‌های زمین‌شناسی سرچشمه می‌گیرد. این تمایزات نه تنها شکل ظاهری درخت، بلکه سرعت رشد، تراکم بافت و در نهایت خواص صنعتی چوب را تعیین می‌کنند.

آنژیوسپرم‌ها (Angiosperms) و ظهور چوب‌های سخت

چوب‌های سخت متعلق به گروهی از گیاهان تکامل‌یافته به نام نهان‌دانگان یا آنژیوسپرم‌ها هستند. واژه آنژیوسپرم در لغت به معنای “بذر محصور شده” است.⁴ درختان تولیدکننده چوب سخت، بذرهای خود را درون یک پوشش محافظ نظیر میوه‌های گوشتی (مانند سیب و گیلاس) یا پوسته‌های سخت (مانند بلوط و گردو) تولید و تکثیر می‌کنند.³ از نظر شکل ظاهری برگ و الگوهای رشد فصلی، اکثر چوب‌های سخت در مناطق معتدل دارای برگ‌های پهن با شبکه‌ای از رگبرگ‌های ظریف هستند و از الگوی خزان‌کننده (Deciduous) پیروی می‌کنند، به این معنا که در فصل پاییز و با شروع دوره خواب زمستانی، برگ‌های خود را از دست می‌دهند.³

البته طبیعت همواره استثنائاتی دارد؛ گونه‌های سخت‌چوب در مناطق استوایی و گرمسیر لزوماً خزان‌کننده نیستند و برگ‌های خود را به یکباره از دست نمی‌دهند.⁹ چوب‌های سخت خود به دو زیرگروه اصلی تک‌لپه‌ای‌ها (Monocots) نظیر نخل و بامبو، و دولپه‌ای‌ها (Dicots) نظیر بلوط و افرا تقسیم می‌شوند که تقریباً تمام چوب‌های سخت تجاری از گروه دولپه‌ای‌ها استخراج می‌گردند.⁹ تک‌لپه‌ای‌ها به دلیل فقدان حلقه‌های رشد متمایز، عدم تفکیک برون‌چوب (Sapwood) و درون‌چوب (Heartwood) و ساختار آوندی پراکنده، در مهندسی چوب حالت ویژه‌ای دارند.¹⁰ روند رشد درختان پهن‌برگ به طور کلی بسیار کند است. یک درخت چوب سخت ممکن است تا ۱۵۰ سال زمان نیاز داشته باشد تا به بلوغ تجاری و ابعاد مناسب برای برداشت برسد.⁴ این رشد بطئی و آهسته منجر به تراکم بالای بافت سلولی، فشردگی حلقه‌های رشد سالیانه و تولید چوبی سنگین‌تر، متراکم‌تر و مستحکم‌تر در مقایسه با چوب‌های نرم می‌شود.³

ژیمنوسپرم‌ها (Gymnosperms) و تکامل چوب‌های نرم

در جبهه مقابل، چوب‌های نرم از درختانی به نام بازدانگان یا ژیمنوسپرم‌ها به دست می‌آیند. این گروه گیاهی که قدمت تکاملی بیشتری نسبت به نهان‌دانگان دارند، دارای بذرهایی اصطلاحاً “برهنه” و بدون پوشش محافظ هستند که مستقیماً در معرض محیط قرار گرفته و معمولاً در ساختار مخروط‌ها (مانند میوه کاج) رشد می‌کنند.³ چوب‌های نرم عمدتاً از راسته مخروطیان (Conifers) استحصال می‌شوند و دارای برگ‌های سوزنی‌شکل یا فلس‌مانند می‌باشند.⁴ این درختان که شامل گونه‌هایی چون کاج، سرو، نوئل و نراد هستند، غالباً همیشه سبز (Evergreen) بوده و در تمام طول سال برگ‌های خود را حفظ می‌کنند.³

تکثیر بذر چوب‌های نرم به دلیل عدم وجود پوشش سنگین، به راحتی توسط باد انجام می‌پذیرد. همچنین سرعت رشد این درختان به مراتب بالاتر از چوب‌های سخت است و معمولاً در حدود ۴۰ سالگی به بلوغ تجاری برای برداشت می‌رسند.¹¹ این نرخ رشد سریع باعث می‌شود تا بافت چوب فرصت کمتری برای فشرده شدن داشته باشد، که نتیجه آن تولید چوبی با چگالی پایین‌تر، وزن سبک‌تر و بافتی نرم‌تر است.³ به همین دلیل، چوب‌های نرم از فراوانی بیشتری در سطح کره زمین (به ویژه در نیمکره شمالی و مناطق سردسیر) برخوردارند و منابع پایدارتر و اقتصادی‌تری برای صنایع زیربنایی محسوب می‌شوند.¹¹ در حال حاضر، حدود ۷۰ تا ۸۰ درصد از تولید سالیانه الوار در جهان به چوب‌های نرم اختصاص دارد که عمدتاً از کشورهایی نظیر ایالات متحده، کانادا، روسیه، آلمان و کشورهای اسکاندیناوی تامین می‌گردد.⁴

بخش دوم: کالبدشکافی آناتومی میکروسکوپی و مورفولوژی سلولی

تمایزات گیاه‌شناسی پیش‌گفته، در زیر میکروسکوپ خود را به شکل تفاوت‌های بنیادین در ساختار سلولی، سیستم انتقال سیالات و مورفولوژی بافت چوب نشان می‌دهند. درک این تفاوت‌های آناتومیک برای درک رفتار چوب در برابر ماشین‌کاری، جذب رنگ، چسب‌پذیری و واکنش به رطوبت کاملاً حیاتی است.

ساختار آوندی و پیچیدگی بافت در چوب‌های سخت

ویژگی بارز و شناسنامه میکروسکوپی چوب‌های سخت، حضور سلول‌های لوله‌ای شکل، بزرگ و تخصصی به نام “عناصر آوندی” (Vessel Elements) است که در مقطع عرضی چوب به شکل منافذ یا حفره (Pores) دیده می‌شوند.¹⁰ این مجاری عظیم، وظیفه انحصاری پمپاژ و انتقال شیره گیاهی و آب از ریشه‌ها به تاج درخت را بر عهده دارند.¹⁵ ابعاد این آوندها به قدری بزرگ است که در بسیاری از گونه‌ها (نظیر بلوط و ماهون) با چشم غیرمسلح نیز به راحتی قابل رویت هستند.¹⁰

بر اساس نحوه توزیع و آرایش این منافذ در حلقه‌های رشد سالیانه، چوب‌های سخت به سه دسته اصلی طبقه‌بندی می‌شوند: نخست، چوب‌های دارای تخلخل حلقوی (Ring-porous) نظیر زبان‌گنجشک و بلوط، که در آن‌ها آوندهای بسیار بزرگی به صورت نوارهای مشخص در بخش چوب بهاره (Earlywood) تشکیل می‌شوند و منافذ ریزتر در بخش چوب تابستانه (Latewood) قرار می‌گیرند.¹⁰ دوم، چوب‌های دارای تخلخل پراکنده (Diffuse-porous) نظیر افرا، گیلاس و توسکا، که در آن‌ها منافذ با ابعادی تقریباً یکسان و به صورت یکنواخت در سراسر حلقه رشد پراکنده شده‌اند.¹⁰ دسته سوم نیز چوب‌های نیمه‌حلقوی (Semi-ring-porous) هستند که ساختاری بینابینی دارند و اندازه منافذ در آن‌ها به تدریج از بهار به تابستان کاهش می‌یابد.¹⁰

علاوه بر آوندها، بافت چوب‌های سخت حاوی درصد بالایی از سلول‌های ضخیم‌دیواره به نام فیبرهای چوبی (Wood Fibers) است که وظیفه تامین مقاومت مکانیکی و پشتیبانی سازه‌ای از تنه درخت را بر عهده دارند.¹⁰ حضور این فیبرهای مستحکم در کنار آوندهای متخلخل و سلول‌های ذخیره‌سازی پارانشیم (Parenchyma)، باعث ایجاد بافتی بسیار پیچیده و خلق نقوش و رگه‌های (Grain patterns) بی‌نظیر و خیره‌کننده در چوب‌های سخت می‌شود.⁹ یکی از پدیده‌های بیولوژیکی بسیار مهم در برخی چوب‌های سخت نظیر بلوط سفید، تشکیل ساختارهای حباب‌مانندی به نام تیلوز (Tyloses) در درون آوندهای چوب مرکزی (Heartwood) است. تیلوزها به طور کامل مسیر آوندها را مسدود کرده و چوب را در برابر نفوذ مایعات کاملاً نفوذناپذیر (Watertight) می‌کنند که این امر دلیل اصلی استفاده از بلوط سفید در ساخت بشکه‌های مایعات و کاربردهای دریایی است.¹⁰

سادگی ساختاری و سیستم انتقال در چوب‌های نرم

در تضاد کامل با پیچیدگی چوب‌های سخت، چوب‌های نرم دارای ساختار آناتومیک بسیار ساده، همگن و فاقد هرگونه آوند یا منفذ (Pore) هستند.⁴ در غیاب آوندها، چوب‌های نرم برای انتقال سیالات حیات‌بخش خود و همچنین تامین مقاومت مکانیکی، منحصراً به سلول‌های طویل، باریک و دوک‌مانندی به نام تراکئید (Tracheids) متکی می‌باشند که حدود ۹۰ درصد از حجم تنه درخت را تشکیل می‌دهند.² تراکئیدها همزمان وظیفه پمپاژ آب و پشتیبانی فیزیکی را انجام می‌دهند.²

تراکئیدها در چوب‌های نرم در ردیف‌های منظم و موازی با پرتوهای چوبی (Rays) قرار گرفته‌اند و از طریق منافذ میکروسکوپی به یکدیگر متصل می‌شوند.² این ساختار همگن و عاری از فیبرهای متراکم، باعث می‌شود که چوب‌های نرم معمولاً بافتی یکنواخت‌تر، سبک‌تر و با نقوش کمتر برجسته نسبت به چوب‌های سخت داشته باشند.⁴ در اصطلاحات فنی نجاری، واژه‌های “منافذ باز” (Open-grain) و “منافذ بسته” (Closed-grain) منحصراً برای چوب‌های سخت استفاده می‌شوند و کاربرد این اصطلاحات برای چوب‌های نرم که فاقد آوند هستند، از نظر علمی بی‌معنا است.⁹ یکی دیگر از ویژگی‌های منحصر به فرد میکروسکوپی در اکثر گونه‌های چوب نرم (مانند کاج‌ها، لارکس‌ها و صنوبرها)، وجود مجاری صمغ (Resin Canals) است.¹⁴ این مجاری که رزین و صمغ طبیعی درخت را در خود جای داده‌اند، نقش مهمی در مقاومت طبیعی چوب در برابر حشرات و قارچ‌ها ایفا می‌کنند، هرچند که در زمان ماشین‌کاری می‌توانند باعث چسبندگی و انباشت رزین روی تیغه‌های برش شوند.⁹

بررسی‌های مولکولی و میکروسکوپی پیشرفته نشان می‌دهد که تخلخل دیواره سلولی در بافت آوند چوبی (Xylem) ارتباط مستقیمی با میزان لیگنین‌سازی (Lignification) دارد.²⁰ در مواقعی که آوندها دچار کاویتاسیون (حفره‌زایی) می‌شوند، آب تنها می‌تواند از طریق شبکه‌های ریزتخلخل موجود در دیواره‌های سلولی فیبرها و تراکئیدهای لیگنینی شده حرکت کند.²⁰ دیواره سلولی فیبرهای چوب سخت معمولاً نسبت به تراکئیدهای چوب نرم لیگنین کمتری دارد، اما در هر دو مورد، لایه میانی بسیار لیگنینی شده (Middle Lamella) به عنوان یک سد فیزیکی در برابر حرکت پروب‌ها و سیالات عمل می‌کند.²⁰

بخش سوم: تحلیل خواص مکانیکی و فیزیکی بر اساس مقیاس سختی جانکا

شناخت خواص مکانیکی چوب، به ویژه مقاومت آن در برابر سایش، ضربه و فرورفتگی، اصلی‌ترین فاکتور در مهندسی چوب و انتخاب متریال برای پروژه‌های مختلف از جمله کف‌پوش‌ها، مبلمان و سازه‌های باربر است. استاندارد جهانی برای سنجش این ویژگی، “آزمون سختی جانکا” (Janka Hardness Test) است. در این آزمون استاندارد، میزان نیروی مورد نیاز (بر حسب پوند-نیرو lbf یا کیلو-نیوتن kN) برای فرو بردن یک ساچمه فولادی به قطر ۱۱.۲۸ میلی‌متر (۰.۴۴۴ اینچ) تا نیمه قطر آن در مقطع عرضی چوب اندازه‌گیری می‌شود.⁵ هرچه عدد جانکا بالاتر باشد، چوب در برابر استهلاک و ضربه مقاوم‌تر است و متقابلاً اره کردن، میخ‌کوبی و ماشین‌کاری آن به انرژی و ابزارهای سخت‌تری نیاز دارد.²¹

تحلیل داده‌های مکانیکی: طیف گسترده مقاومت‌ها

در حالی که چوب‌های نرم به دلیل رشد سریع و ساختار تراکئیدی همگن خود عموماً در نیمه پایینی و میانی مقیاس جانکا قرار می‌گیرند، چوب‌های سخت طیف خیره‌کننده‌ای از نرم‌ترین چوب‌های جهان تا متریال‌هایی با سختی نزدیک به فولاد را پوشش می‌دهند.⁵

سخت‌ترین چوب تجاری ثبت شده در جهان، چوب «بلوک استرالیایی» (Australian Buloke) با سختی فوق‌العاده ۵۰۶۰ پوند-نیرو است.⁵ این چوب به قدری متراکم است که به اصطلاح نجاران “تیغه اره را می‌خورد” و ماشین‌کاری آن نیازمند ابزارهای صنعتی تخصصی است.²³ در رتبه‌های بعدی، چوب‌های عجیب و گران‌بهایی نظیر «آبنوس» (Ebony) با سختی ۳۲۲۰، «لگنوم ویتائه» (Lignum Vitae) با سختی حدود ۴۵۰۰ پوند-نیرو (که به دلیل تراکم بالا در آب غرق می‌شود و خاصیت خود‌روان‌کنندگی آن باعث استفاده تاریخی‌اش در شفت پروانه کشتی‌ها شده است)، و «مار چوب» (Snakewood) با سختی ۳۸۰۰ lbf قرار دارند که بیشتر در ساخت ابزارهای دقیق، آلات موسیقی و دکوراسیون‌های فوق لوکس کاربرد دارند.⁵

جدول زیر، خلاصه‌ای از مقایسه خواص مکانیکی، سختی جانکا، چگالی ویژه (Specific Gravity) و میزان پایداری ابعادی تعدادی از مهم‌ترین گونه‌های چوب در مقیاس جهانی و بازار ایران را بر اساس داده‌های آزمایشگاهی ارائه می‌دهد ⁵:

نام چوب	طبقه‌بندی بیولوژیک	سختی جانکا (lbf)	چگالی ویژه	پایداری مماسی / شعاعی	کارپذیری با ماشین‌آلات
بالسا (Balsa)	سخت‌چوب	۶۷	بسیار پایین	اطلاعات محدود	بسیار آسان
سدر سرخ غربی (Western Red Cedar)	نرم‌چوب	۳۵۰	۰.۳۲	۵.۰٪ / ۲.۴٪	بسیار آسان (مستعد تاب برداشتن)
کاج سفید شرقی (Eastern White Pine)	نرم‌چوب	۳۸۰	۰.۳۵	۷.۴٪ / ۴.۱٪	آسان
توسکا / آلدر (Alder)	سخت‌چوب	۵۹۰	۰.۴۱	۷.۳٪ / ۴.۴٪	نیازمند ابزار تیز
صنوبر داگلاس / نراد (Douglas Fir)	نرم‌چوب	۶۶۰	۰.۴۸	۷.۳٪ / ۴.۵٪	بسیار آسان
بلوط قرمز شمالی (Red Oak)	سخت‌چوب	۱۲۹۰	۰.۶۳	۸.۹٪ / ۴.۲٪	متوسط تا آسان
راش آمریکایی / اروپایی (Beech)	سخت‌چوب	۱۳۰۰ – ۱۵۱۰	۰.۶۴	۱۱.۹٪ / ۵.۵٪	آسان (خم‌پذیری عالی با بخار)
زبان‌گنجشک / اش (Ash)	سخت‌چوب	۱۳۲۰	۰.۶۰	۷.۸٪ / ۴.۹٪	آسان
بلوط سفید (White Oak)	سخت‌چوب	۱۳۶۰	۰.۶۸	۱۰.۵٪ / ۵.۶٪	متوسط
افرا سخت / شوگر مپل (Hard Maple)	سخت‌چوب	۱۴۵۰	۰.۶۳	۹.۳٪ / ۴.۸٪	آسان
گردو سیاه (Black Walnut)	سخت‌چوب	۱۰۱۰	۰.۵۵	۷.۸٪ / ۵.۵٪	بسیار آسان
هیکوری / پکان (Hickory)	سخت‌چوب	۱۸۲۰	۰.۷۲	۱۰.۲٪ / ۷.۰٪	بسیار دشوار
آبنوس آفریقایی (African Blackwood)	سخت‌چوب	۳۶۷۰	بسیار بالا	پایدار	بسیار دشوار

تحلیل مهندسی پایداری ابعادی و رفتار مکانیکی

چوب ماده‌ای ناهمسانگرد (Anisotropic) است، بدین معنا که خواص فیزیکی آن در جهات مختلف (طولی، شعاعی و مماسی) متفاوت است.⁹ میزان پایداری مماسی (Tangential Stability) و شعاعی (Radial Stability) که در جدول فوق به آن‌ها اشاره شد، نشان‌دهنده درصد انقباض و انبساط چوب در برابر تغییرات رطوبت محیطی است.⁹ به عنوان مثال، چوب راش با وجود سختی بالا (۱۵۱۰ lbf)، دارای تغییرات مماسی ۱۱.۹ درصدی است که نشان می‌دهد در محیط‌های مرطوب پایداری پایینی داشته و به شدت مستعد تاب‌خوردگی و تغییر ابعاد است.⁹ در مقابل، چوب گردو با تغییرات مماسی ۷.۸ درصد و شعاعی ۵.۵ درصد، پایداری ابعادی بسیار بهتری از خود نشان می‌دهد که آن را به گزینه‌ای بی‌رقیب برای ساخت قطعات حساس مبلمان و آلات موسیقی تبدیل می‌کند.⁹

قدرت خم‌پذیری (Bendability) نیز یکی دیگر از خواص مکانیکی کلیدی است. چوب‌هایی نظیر زبان‌گنجشک (Ash)، راش (Beech) و بلوط سفید (White Oak) دارای خم‌پذیری بسیار بالایی هستند که آن‌ها را برای تولید صندلی‌های لهستانی و قطعات قوس‌دار مبلمان کلاسیک ایده‌آل می‌سازد.⁹ در مقابل، اکثر چوب‌های نرم نظیر انواع کاج و سدر، دارای خم‌پذیری پایینی بوده و در صورت اعمال فشار، بافت آن‌ها دچار گسیختگی و شکست می‌شود.⁹

بخش چهارم: کالبدشکافی بازار ایران؛ معمای “چوب روسی” و تنوع نرم‌چوب‌ها

در ادبیات تجاری و بازار چوب ایران، واژه “چوب روسی” یا “تخته روسی” به یک اصطلاح فراگیر، سنتی و به شدت مبهم تبدیل شده است که برای اشاره به حجم وسیعی از واردات نرم‌چوب‌ها از فدراسیون روسیه، منطقه سیبری و کشورهای حوزه اسکاندیناوی به کار می‌رود.⁶ این اطلاق کلی، تفاوت‌های تکنیکال، خواص فیزیکی و طبقه‌بندی‌های علمی میان گونه‌های مختلف مخروطیان را پنهان می‌کند. برای مهندسان معمار، نجاران و طراحان صنعتی، تفکیک علمی این گونه‌ها برای جلوگیری از شکست پروژه‌ها کاملاً الزامی است. واردات چوب روسی در ایران عمدتاً حول سه گونه اصلی از چوب‌های نرم متمرکز است: نراد، ساسنا و یولکا.⁶

۱.۴. چوب نراد (Fir / Abies)

نراد که در متون علمی انگلیسی با نام Fir شناخته می‌شود، یکی از استراتژیک‌ترین و پرکاربردترین نرم‌چوب‌های وارداتی به ایران است.⁶

آناتومی و مورفولوژی ظاهری: چوب نراد دارای بافتی بسیار نرم، سبک و رنگی روشن در طیف سفید، کرم تا نخودی است.⁶ یکی از بزرگترین مزیت‌های ساختاری نراد، یکدست بودن بافت آن و وجود گره‌های بسیار اندک در مقایسه با سایر گونه‌های کاج است.⁶ همچنین این چوب تقریباً فاقد مجاری صمغ و رزین است که این ویژگی فرآیند ماشین‌کاری و رنگ‌آمیزی آن را تسهیل می‌کند.⁹
کاربردهای استراتژیک: به دلیل وزن مخصوص پایین، حمل و نقل آسان، قیمت اقتصادی و انعطاف‌پذیری قابل قبول، نراد بهترین متریال برای مصارف زیربنایی ساختمان است. از این چوب به وفور در ساخت اسکلت‌بندی سقف، زیرسازی کف‌پوش‌ها، قالب‌بندی بتن، تولید پالت‌های صنعتی، صنعت کاغذسازی و چارچوب‌های پنهان مبلمان استفاده می‌شود.⁶ تخته‌های بنایی در ابعاد ضخیم (نظیر ضخامت ۵۰ میلی‌متر) عمدتاً از این جنس تولید می‌شوند.⁶
نقاط ضعف: مقاومت نراد در برابر ضربات فیزیکی، فشار مکانیکی نقطه‌ای و همچنین عوامل مخرب بیولوژیکی (قارچ‌ها و رطوبت) به شدت پایین است. استفاده از این چوب در نمای خارجی ساختمان بدون فرآوری شیمیایی (نظیر اشباع یا ترمو کردن) یا استفاده از آن برای سطوح پرتردد نظیر رویه میز، یک خطای طراحی محسوب می‌شود.⁶

۲.۴. چوب ساسنا (Pine / Pinus / сосна)

ساسنا در واقع تلفظ فارسی از واژه روسی “сосна” به معنای کاج است و معادل علمی آن گونه‌های مختلف Pine (به ویژه کاج اسکاتلندی یا Scots Pine) می‌باشد.³⁰

آناتومی و مورفولوژی ظاهری: بافت ساسنا به وضوح درشت‌تر، زمخت‌تر و دارای گره‌های بزرگتری نسبت به نراد و یولکا است.³⁰ رنگ آن گرم‌تر بوده و معمولاً از زرد طلایی، صورتی کم‌رنگ تا قهوه‌ای متمایل به قرمز متغیر است.³¹ بارزترین ویژگی ساسنا، وجود مقادیر متنابهی از صمغ و رزین طبیعی در مجاری آوندی آن است که بافت چوب را اصطلاحاً “چرب” می‌کند.³¹
کاربردهای استراتژیک: وجود رزین‌های طبیعی در بافت ساسنا، مقاومت ذاتی آن را در برابر نفوذ رطوبت و پوسیدگی تا حد قابل قبولی افزایش می‌دهد.³² این ویژگی باعث شده تا ساسنا گزینه‌ای محبوب برای تولید ترمووود (Thermowood)، قایق‌سازی، ساخت کلاف مبلمان سبک، نرده‌کشی، درب و پنجره‌های چوبی و همچنین استفاده به عنوان ماده اولیه در تولید کامپوزیت‌های چوبی (MDF، نئوپان و تخته چندلا) باشد.²⁹
چالش‌های فرآوری: صمغ فراوان موجود در ساسنا می‌تواند در فرآیند ماشین‌کاری دردسرساز شود. رزین‌ها در اثر حرارت ناشی از اصطکاک ذوب شده و روی تیغه‌های اره و رنده انباشته می‌شوند که نیازمند پاکسازی مداوم ابزارآلات است.⁹ همچنین این صمغ‌ها می‌توانند فرآیند چسب‌کاری و اعمال پوشش‌های رنگی را دچار اختلال کنند و نیازمند استفاده از سیلرهای مخصوص پیش از رنگ‌آمیزی هستند.⁹

۳.۴. چوب یولکا (Spruce / Picea / ёлка)

یولکا که از خانواده درختان نوئل (اسپروس) به دست می‌آید، در دسته نرم‌چوب‌های همیشه سبز و بسیار تند‌رشد جای دارد. در مزارع صنعتی روسیه، این درخت قادر است تنها در عرض ۸ سال از قطر ۳ سانتی‌متر به ۳۰ سانتی‌متر رشد کند.³¹

آناتومی و مورفولوژی ظاهری: رنگ یولکا بسیار روشن و در طیف سفید مایل به زرد کم‌رنگ است.³¹ جرم حجمی آن در حالت خشک حدود ۴۰۰ تا ۴۵۰ کیلوگرم بر متر مکعب است. تفاوت زیبایی‌شناختی اصلی یولکا در بافت یکدست، الیاف راست‌تار و وجود گره‌های کوچک، نامنظم و فندقی‌شکل در سطح آن است که جلوه‌ای بی‌نظیر و روستیک به چوب می‌بخشد.³¹
کاربردهای استراتژیک: یولکا نسبت به وزن سبک خود، دارای استحکام، ظرافت و مقاومت کششی بالایی است.²⁹ این چوب رنگ و روغن را به خوبی جذب می‌کند و به دلیل سطح صاف، برای رنگ‌کاری دقیق عالی است.³¹ از یولکا به طور گسترده در دکوراسیون داخلی، مبلمان ظریف، دیوارپوش‌ها، و به دلیل خواص رزونانس و آکوستیک فوق‌العاده‌اش، در ساخت صفحات صوتی آلات موسیقی (مانند ساندبورد پیانو و ویولن) استفاده می‌شود.⁶ در نظرسنجی‌های بازار، یولکا معمولاً باکیفیت‌تر و محبوب‌تر از ساسنا ارزیابی می‌شود.³⁰

تحلیل اقتصادی بازار چوب روسی در ایران: بر اساس داده‌های استخراج شده از تامین‌کنندگان داخلی نظیر آواچوب، قیمت‌گذاری تخته‌های روسی تابع عوامل متعددی از جمله گونه درختی، کیفیت سورت‌بندی (گرید)، ابعاد، میزان رطوبت (خشک‌کن رفته یا خیس)، نوسانات نرخ ارز (دلار و یورو) و تحریم‌های وارداتی است.⁶ به عنوان مثال، در بازار ایران، پروفیل‌های ضخیم‌تر (نظیر ضخامت ۵۰ تا ۱۰۰ میلی‌متر) برای ساخت آلاچیق و اسکلت‌بندی، و ورق‌های نازک‌تر (ضخامت ۲۵ میلی‌متر) برای ساخت شلف و فریم‌های داخلی دکوراسیون به کار می‌روند.⁶ تخته‌های چندلایی روسی نیز که ترکیبی از مهندسی و دوام هستند، ارزش اقتصادی بالایی در ساخت راه‌پله‌ها و کابینت‌ها ایجاد کرده‌اند.⁶

بخش پنجم: سخت‌چوب‌ها در صنایع لوکس، مبلمان و دکوراسیون هنری

در حالی که نرم‌چوب‌ها استخوان‌بندی و ساختار پنهان صنایع را تشکیل می‌دهند، سخت‌چوب‌های پهن‌برگ به دلیل زیبایی مسحورکننده، تراکم بافت بالا، رگه‌های پیچیده و دوام طولانی‌مدت، پادشاهان بلامنازع صنعت مبلمان سلطنتی، دکوراسیون داخلی لوکس، روکش‌سازی و آثار هنری در ایران و جهان محسوب می‌شوند.

۱.۵. چوب راش (Beech / Fagus)

چوب راش، چه گونه‌های بومی موجود در جنگل‌های هیرکانی شمال ایران و چه گونه‌های وارداتی از گرجستان و ترکیه، پرمصرف‌ترین سخت‌چوب در صنعت مبلمان کلاسیک ایران است.³³

تحلیل ساختار فیزیکی: راش دارای رنگی کرم مایل به قهوه‌ای تا سرخ است و بافتی بسیار متراکم، سخت و یکنواخت دارد (سختی جانکا ۱۳۰۰ تا ۱۵۱۰ lbf).⁶ این تراکم باعث می‌شود که راش مقاومت فوق‌العاده‌ای در برابر ضربه و خراشیدگی سطحی داشته باشد.⁶
مزیت‌های تکنیکال: دلیل اصلی سیطره راش بر بازار مبلمان، قابلیت بی‌نظیر آن در ماشین‌کاری، منبت‌کاری ظریف و به ویژه “خم‌پذیری” (Bendability) عالی آن در حضور بخار آب است.⁹ گره‌های بافت راش بسیار کم است که این امر ضایعات چوب را در هنگام تولید مبلمان کاهش می‌دهد. همچنین به دلیل منافذ ریز آوندی (Closed-grain)، راش سطحی یکنواخت برای رنگ‌آمیزی و اجرای روکش فراهم می‌آورد.¹⁷
نقاط ضعف ساختاری: بزرگترین پاشنه آشیل چوب راش، حساسیت بالای آن به تغییرات رطوبتی محیط و عدم پایداری ابعادی آن است (همانطور که در جداول پایداری مماسی اشاره شد).⁹ علاوه بر این، راش در برابر حملات حشرات چوب‌خوار (مانند موریانه) و قارچ‌های پوسیدگی به شدت ضعیف است. به همین دلیل، استفاده از راش برای سازه‌های فضای باز، نمای ساختمان یا قطعاتی که در تماس با خاک و رطوبت هستند، کاملاً غیرعلمی است و کاربرد آن باید به فضاهای داخلی محدود شود.²⁷

۲.۵. چوب بلوط (Oak / Quercus)

بلوط نماد جهانی استقامت، دوام و زیبایی کلاسیک است و معمولاً در دو دسته تجاری بلوط قرمز (Red Oak) و بلوط سفید (White Oak) در بازار عرضه می‌شود.³⁵

تحلیل ساختاری و دوام بیولوژیک: چوب بلوط دارای بافتی درشت با منافذ آوندی باز (Open-grain) و رگه‌هایی بسیار متمایز است.¹⁷ همان‌طور که در بخش میکروسکوپی اشاره شد، بلوط سفید به دلیل تشکیل تیلوز در آوندهای خود، مقاومت خارق‌العاده‌ای در برابر نفوذ آب، پوسیدگی و آفات دارد.⁶ سختی بالای بلوط (حدود ۱۳۶۰ lbf) آن را قادر می‌سازد تا تنش‌های فیزیکی سهمگین را تحمل کند.²⁶
کاربردهای استراتژیک: در بازار ایران و جهان، بلوط یکی از بهترین انتخاب‌ها برای ساخت کف‌پوش‌های پرتردد (پارکت)، پله‌های چوبی چوب‌کامل، کابینت‌های آشپزخانه لوکس، بشکه‌سازی و مبلمان سنگینی است که نیاز به تحمل وزن بالا دارند.⁶ از بلوط به طور تاریخی برای ساخت سازه‌های دریایی و پایه‌های پل‌ها استفاده می‌شده است.³⁶

۳.۵. چوب گردو (Walnut / Juglans)

گردو، یکی از گران‌بها‌ترین، اصیل‌ترین و لوکس‌ترین سخت‌چوب‌های موجود در طبیعت است.

ارزش بصری و مکانیکی: چوب گردو با رنگ پایه شکلاتی تیره تا قهوه‌ای روشن و رگه‌های سیاه و بنفش در هم تنیده، زیبایی خیره‌کننده‌ای دارد.⁶ سختی जानکای آن در محدوده ۱۰۱۰ lbf قرار دارد که آن را به چوبی با سختی متوسط رو به بالا تبدیل می‌کند، اما مقاومت آن در برابر ترک‌خوردگی و ضربه عالی است.⁶ مهم‌ترین ویژگی مهندسی گردو، پایداری ابعادی بسیار بالای آن پس از طی کردن پروسه خشک‌سازی است، به طوری که در برابر تنش‌های محیطی کمترین میزان تاب‌خوردگی را نشان می‌دهد.⁶
کاربرد در صنایع ظریف: چوب گردو در ایران از دیرباز متریال اصلی در ساخت آثار هنری مانند خاتم‌کاری، معرق، منبت‌کاری‌های نفیس و تولید روکش‌های طبیعی بوده است. به دلیل پایداری ابعادی و خواص رزونانسی، در ساخت آلات موسیقی سنتی ایران (مانند سنتور، تار و سه‌تار) و همچنین قنداق تفنگ‌های شکاری بی‌رقیب است.⁶

۴.۵. چوب توسکا (Alder / Alnus)

توسکا که در جنگل‌های شمال ایران به وفور یافت می‌شود، یکی از نرم‌ترین گونه‌ها در میان چوب‌های سخت محسوب می‌شود (سختی جانکا حدود ۵۹۰ lbf).²¹

نقش اقتصادی در صنعت: توسکا به دلیل چگالی پایین، کارپذیری بسیار بالا با ابزارآلات دستی و برقی و همچنین رنگ‌پذیری فوق‌العاده‌اش، به عنوان یک جایگزین اقتصادی، استراتژیک و انعطاف‌پذیر در صنعت مبلمان شناخته می‌شود.²¹ نجاران و رنگ‌کاران ماهر می‌توانند با استفاده از شاپان و آسترهای رنگی، بافت یکدست توسکا را به گونه‌ای پردازش کنند که ظاهری شبیه به چوب‌های گران‌قیمت‌تری نظیر گردو، گیلاس یا ماهون پیدا کند.⁹ از این چوب به وفور در ساخت مبلمان اقتصادی، اسکلت داخلی مبل‌های راحتی و تولید تخته‌های چندلا استفاده می‌گردد.⁴¹

بخش ششم: مهندسی سطح، پرداخت (Finishing) و چالش‌های ماشین‌کاری

کیفیت سطح نهایی، میزان درخشندگی و طول عمر رنگ در مصنوعات چوبی، ارتباط تنگاتنگی با آناتومی میکروسکوپی و شیمی چوب دارد. نادیده گرفتن این اصول آناتومیک می‌تواند به شکست کامل پروسه رنگ‌آمیزی منجر شود.

۱.۶. مدیریت منافذ آوندی: چوب‌های Open-Grain در برابر Closed-Grain

در صنایع پرداخت چوب (Finishing)، سخت‌چوب‌ها بر اساس اندازه آوندهای سطحی به دو دسته تقسیم می‌شوند که استراتژی رنگ‌آمیزی متفاوتی می‌طلبند.¹⁷

چوب‌های با منافذ باز (Open-Grain): چوب‌هایی نظیر بلوط، ماهون، گردو و زبان‌گنجشک دارای آوندهای لوله‌ای بزرگی هستند که بر روی سطح چوب بریده شده، حفرات عمیقی ایجاد می‌کنند.¹⁷ اگر طراح بخواهد به یک سطح آینه‌ای، شیشه‌ای و فوق‌براق (High Gloss) – مشابه آنچه در پیانوها یا گیتارهای کلاسیک دیده می‌شود – دست یابد، اجرای مستقیم رنگ و لاک روی این چوب‌ها فاجعه‌بار خواهد بود، زیرا رنگ درون این دره‌ها فرو رفته و سطحی پر از پستی و بلندی ایجاد می‌کند.¹⁷ در این حالت، استفاده از بتونه‌های تخصصی پرکننده منافذ (Grain Fillers / Pore Fillers) پایه آب یا روغن پیش از اعمال سیلر و لاک، کاملاً الزامی است تا سطحی تراز و شیشه‌ای به دست آید.¹⁷
چوب‌های با منافذ بسته (Closed-Grain): سخت‌چوب‌هایی نظیر افرا، گیلاس، توسکا و راش دارای آوندهای میکروسکوپی هستند و سطح آن‌ها به طور طبیعی صاف است.¹⁷ این چوب‌ها نیازی به پرکننده منافذ ندارند و مستقیماً آماده دریافت آستر رنگ و سیلر هستند.¹⁷ با این حال، بافت متراکم این چوب‌ها گاهی باعث جذب ناهمگون رنگ مایع (Stain) شده و پدیده‌ای نامطلوب به نام “لکه‌شدگی” (Blotching) ایجاد می‌کند.¹⁸ برای رفع این مشکل، استفاده از کاندیشنرهای چوب (Pre-stain Conditioners) پیش از رنگ‌آمیزی ضروری است.

در مورد چوب‌های نرم (مانند کاج، یولکا و نراد)، از آنجا که این چوب‌ها از اساس فاقد آوند (Pore) هستند، استفاده از پرکننده‌های منافذ کاملاً بی‌معنی است.⁴ چوب یولکا به راحتی روغن‌ها و رنگ‌ها را جذب می‌کند، اما به دلیل نرمی بافت، باید با پوشش‌های محافظ سخت‌تری نظیر پلی‌اورتان‌ها یا وارنیش‌ها کاور شود تا از خراشیدگی در امان بماند.³¹

۲.۶. تاثیر مواد استخراجی (Extractives) بر کارپذیری

چوب علاوه بر سلولز و لیگنین، حاوی مواد شیمیایی رسوبی به نام مواد استخراجی یا عصاره‌ای (Extractives) نظیر تانن‌ها، رزین‌ها، موم‌ها، روغن‌های فرار و مواد معدنی است.⁹ این مواد نه تنها رنگ و بوی چوب را تعیین می‌کنند، بلکه بر فرآوری آن نیز به شدت تاثیرگذارند:

استهلاک ابزار: وجود مواد معدنی سخت مانند سیلیس در برخی چوب‌های استوایی (مانند ساج) باعث کند شدن سریع تیغه‌های الماسه می‌شود.⁹
تداخل در چسب‌پذیری: چوب‌های بسیار چرب و روغنی (نظیر ساسنا، ایپه و آبنوس) به دلیل وجود رزین در سطح خود، مانع از اتصال صحیح چسب‌های نجاری (PVA) می‌شوند و پیش از چسب‌کاری نیازمند شستشوی سطحی با حلال‌هایی نظیر استون هستند.⁹

بخش هفتم: تکنولوژی محصولات مهندسی‌شده؛ هم‌افزایی فیبرهای چوب نرم و سخت

محدودیت‌های چوب طبیعی در ابعاد، وجود گره‌ها، ناهمسانگردی و هزینه‌های بالا، مهندسی چوب را به سمت تولید متریال‌های کامپوزیتی و صفحات فشرده (Engineered Woods) سوق داده است. در این فرآیندها، تفاوت خواص سلولی چوب‌های نرم و سخت کاربردهای استراتژیکی پیدا می‌کند.

۱.۷. تخته فیبر با دانسیته متوسط (MDF)

ام‌دی‌اف (Medium-Density Fiberboard) یک پانل کامپوزیتی است که از تجزیه ضایعات چوب‌های نرم و سخت به الیاف میکروسکوپی سلولزی، ترکیب آن‌ها با رزین‌های فرمالدئید (اوره یا ملامین فرمالدئید) و وکس، و پرس شدن در دما و فشار بسیار بالا تولید می‌گردد.⁴³ چگالی استاندارد MDF معمولاً بین ۶۰۰ تا ۸۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب است.⁴⁴

مورفولوژی فیبر و نقش مواد اولیه: انتخاب نوع چوب پایه برای تولید MDF مستقیماً بر خواص مکانیکی و ظاهری محصول نهایی اثر می‌گذارد. فیبرهای استخراج شده از چوب‌های نرم (تراکئیدها) طولانی‌تر و محکم‌تر هستند. استفاده از این الیاف بلند در ماتریس MDF باعث افزایش چشمگیر استحکام ساختاری، تحمل بار (Load-bearing) و مقاومت در برابر خمش ورق می‌شود.²
دستیابی به سطح صیقلی: از سوی دیگر، فیبرهای استخراج شده از چوب‌های سخت کوتاه‌تر و نازک‌تر هستند. استفاده از این الیاف ظریف در پروسه تولید باعث می‌شود تا ورق MDF دارای سطحی به شدت متراکم، همگن، صاف و عاری از هرگونه گره یا بافت خشن باشد.² این سطح صیقلی، MDF را به متریالی بی‌نظیر برای اجرای عملیات روکش‌کردن (Veneering)، رنگ‌آمیزی پوششی سطحی، و ابزارخوری دقیق با دستگاه‌های CNC تبدیل کرده است.⁴³ ترکیب بهینه این دو نوع فیبر، کیفیت نهایی ورق را تضمین می‌کند.
نقاط ضعف: با وجود تراکم بالا، لایه‌های داخلی MDF در برابر نفوذ رطوبت به شدت ضعیف بوده و در صورت مجاورت با آب، به سرعت متورم شده و ساختار خود را از دست می‌دهند، مگر اینکه از گریدهای مقاوم در برابر رطوبت (HMR) با چسب‌های تخصصی استفاده شود.⁴³

۲.۷. تخته چندلایی (Plywood / چندلایی روسی)

تخته چندلا با قرار دادن لایه‌های بسیار نازک چوب (Veneer) روی یکدیگر به گونه‌ای که جهت الیاف هر لایه زاویه ۹۰ درجه با لایه قبلی داشته باشد، تولید می‌شود.⁴⁹

پایداری ابعادی و مکانیکی: این ساختار متقاطع (Cross-grain) باعث می‌شود که مقاومت کششی و فشاری چوب در تمامی جهات یکسان شده و تخته در برابر تغییرات شدید دمایی و رطوبتی دچار تاب‌خوردگی (Warping)، انقباض یا ترک‌خوردگی نشود.⁶
تخته‌های چندلایی روسی (Birch Plywood): مرغوب‌ترین تخته‌های چندلا در بازار از چوب سخت درخت “توس” (Birch) ساخته می‌شوند که در بازار ایران به نام پلی‌ووود روسی شناخته می‌شوند.⁶ تخته‌های چندلایی ضدآب (Marine Plywood) که با چسب‌های ضدآب WBP پرس شده‌اند، استحکامی باورنکردنی در محیط‌های مرطوب، قالب‌بندی بتن و سازه‌های دریایی از خود نشان می‌دهند.⁶ به عنوان مثال، در پروژه‌های کف‌پله، به جای استفاده از چوب خام سخت‌چوب که بسیار گران و مستعد تاب برداشتن است، مهندسان استفاده از تخته چندلایی ضخیم (نظیر ۹ لایه تا ۲۱ میلی‌متر) با رویه‌ای از چوب بلوط را پیشنهاد می‌کنند تا پایداری و زیبایی به صورت همزمان تامین شود.⁶

۳.۷. تخته خرده‌چوب (Particleboard / نئوپان)

نئوپان از پرس کردن براده‌ها، تراشه‌ها و خاک‌اره چوب همراه با رزین ساخته می‌شود.⁵⁰ بر خلاف MDF که دارای ساختار فیبری پیوسته است، نئوپان ساختاری گسسته دارد. این متریال پایین‌ترین میزان دانسیته و مقاومت مکانیکی را در میان کامپوزیت‌های چوبی داشته و به شدت در برابر رطوبت و گسیختگی اتصالات پیچ و میخ آسیب‌پذیر است.⁴⁸ نئوپان صرفاً برای تولید مبلمان ارزان‌قیمت، ساختار داخلی قفسه‌ها و مکان‌هایی با حداقل تنش مکانیکی مناسب است.

بخش هشتم: دوام بیولوژیکی، مقاومت محیطی و فرآوری‌های اصلاحی

استفاده از چوب در فضاهای باز (Outdoor)، نماهای ساختمانی، دکینگ (Decking) محیط استخرها و محیط‌های مرطوب، نیازمند درک عمیق از دوام بیولوژیکی چوب در برابر حملات قارچ‌های عامل پوسیدگی (Rot Fungi) و حشرات مخرب چوب‌خوار (Woodboring insects) نظیر موریانه‌ها و سوسک‌های چوب‌خوار است.³⁶

۱.۸. مکانیسم مقاومت ذاتی و مواد استخراجی (Extractives)

مقاومت طبیعی یک گونه چوبی ارتباط مستقیمی با نوع ساختار و میزان تولید مواد استخراجی سمی و آنتی‌بیوتیک در قسمت چوب مرکزی (Heartwood) دارد.⁹ بخش برون‌چوب (Sapwood) در تمام درختان – اعم از سخت یا نرم – وظیفه انتقال آب فعال را بر عهده داشته، سرشار از نشاسته و قندهای محلول است و به هیچ وجه مقاومت بیولوژیکی نداشته و خوراک مطلوبی برای قارچ‌ها و حشرات محسوب می‌شود.¹⁶ با تبدیل برون‌چوب به درون‌چوب، درخت مواد شیمیایی و عصاره‌های ثانویه (تولیدات متابولیک) نظیر روغن‌ها، تانن‌ها، سیلیکا و فنل‌ها را در سلول‌های مرده رسوب می‌دهد که به عنوان یک سپر محافظ شیمیایی عمل می‌کنند.⁹

گونه‌های سوپر-مقاوم: چوب‌های سختی نظیر ساج (Teak)، ایپه (Ipe)، ونگه (Wenge) و بلوط سفید (White Oak) دارای درصد بسیار بالایی از این روغن‌ها و عصاره‌های محافظ طبیعی هستند که آن‌ها را در برابر پوسیدگی ناشی از تماس با آب یا خاک، و همچنین هجوم موریانه‌ها، در رده “مقاومت عالی” تا “بسیار بالا” قرار می‌دهد.³⁶ ساج با چگالی ۶۶۰ تا ۷۵۰ کیلوگرم بر متر مکعب و ایپه با چگالی فراتر از ۱۰۵۰ کیلوگرم، گزینه‌های لوکس و بی‌رقیب برای عرشه کشتی‌ها و دکینگ هستند.³⁶
گونه‌های آسیب‌پذیر: در مقابل، گونه‌هایی نظیر راش، افرا، توس و اکثر کاج‌ها فاقد این عصاره‌های محافظ به میزان کافی بوده و مقاومت ذاتی پایینی دارند؛ لذا در صورت مجاورت با رطوبت و خاک به سرعت تخریب می‌شوند.²⁷ در آزمایش‌های بیولوژیکی، مشخص شده است که موریانه‌ها تمایل شدیدی به تخریب چوب‌های فاقد عصاره نظیر هکبری (Hackberry) داشته و از گونه‌های حاوی تانن نظیر انواع بلوط اجتناب می‌کنند.⁵²

۲.۸. فرآوری‌های اصلاحی و تکنولوژی ترمووود (Thermal Modification)

با توجه به هزینه گزاف و محدودیت منابع سخت‌چوب‌های مقاوم، علم مواد به سمت فرآوری‌های اصلاحی برای ارتقاء مقاومت نرم‌چوب‌های ارزان‌قیمت (مانند کاج ساسنا) پیش رفته است.⁶ موفق‌ترین تکنولوژی در این زمینه، تولید ترمووود (Thermowood) است.

در فرآیند ترمو کردن، چوب خام تحت کنترل شدید رایانه‌ای و در یک اتمسفر فاقد اکسیژن (برای جلوگیری از احتراق) تا دمای بین ۱۸۰ تا ۲۲۰ درجه سانتی‌گراد حرارت داده می‌شود.⁶ این شوک حرارتی عمیق، ساختار شیمیایی دیواره‌های سلولی را برای همیشه تغییر می‌دهد: زنجیره‌های همی‌سلولز (که جاذب اصلی آب و منبع غذایی قارچ‌ها هستند) تجزیه شده و پیوندهای هیدروکسیلی کاهش می‌یابند.⁶ نتیجه این فعل و انفعال شیمیایی، تبدیل یک چوب نرم و آسیب‌پذیر به متریالی تیره رنگ است که رطوبت میان‌بافتی آن به حداقل (حدود ۴ تا ۶ درصد) رسیده، پایداری ابعادی آن به شدت افزایش یافته و دیگر منبع غذایی مناسبی برای حشرات و قارچ‌ها محسوب نمی‌شود.⁶ با این حال، اشعه ماوراء بنفش خورشید (UV) همچنان می‌تواند رنگ ترمووود را به خاکستری تغییر دهد، بنابراین برای حفظ زیبایی و دوام آن در نماهای ساختمانی، استفاده از رنگ‌ها و روغن‌های گیاهی تخصصی حاوی رنگدانه به صورت دوره‌ای (هر ۱ تا ۲ سال) کاملاً ضروری است.⁶

بخش نهم: سم‌شناسی، خطرات بیولوژیکی و بهداشت شغلی در مهندسی چوب

یکی از مباحث حیاتی که غالباً در آموزش‌های عمومی نادیده گرفته می‌شود، خطرات بهداشتی و واکنش‌های آلرژیک کار با چوب است.⁹ همان مواد استخراجی (Extractives) که باعث دوام چوب در برابر قارچ‌ها و موریانه‌ها می‌شوند، می‌توانند برای متابولیسم انسان سمی و مخرب باشند.⁹ استنشاق غبار چوب، تماس پوستی با خاک‌اره و کار با چوب‌های اگزوتیک بدون تجهیزات ایمنی (ماسک فیلتردار و سیستم‌های مکنده گرد و غبار)، می‌تواند عواقب جدی بهداشتی در پی داشته باشد.⁹ واکنش‌های بدن انسان به عصاره‌های چوب به چند دسته تقسیم می‌شود: تحریکات مکانیکی، حساسیت‌های آلرژیک (Sensitization)، مسمومیت مستقیم (Direct Toxicity)، عوارض سیستمیک (Systemic Reactions) و سرطان نازوفارنژیال (Nasopharyngeal Cancer).⁹

جدول زیر، خلاصه‌ای از خطرناک‌ترین گونه‌های چوب، شدت سمیت و اندام‌های هدف آن‌ها را بر اساس پروتکل‌های ایمنی نجاری نشان می‌دهد ⁹:

نام چوب	گونه گیاهی	عوارض گزارش شده	اندام‌های هدف	شدت خطر (Potency)
خرزهره (Oleander)	سخت‌چوب	مسمومیت مستقیم، سرطان، تهوع	کل سیستم بدن	بسیار شدید (++++)
سرخدار (Yew)	نرم‌چوب	مسمومیت مستقیم، سرطان نازوفارنژیال	تنفسی، سیستمیک، چشم	بسیار شدید (++++)
رزوود (Rosewoods)	سخت‌چوب	حساسیت آلرژیک شدید، تحریک پوستی	چشم، پوست، تنفسی	بسیار شدید (++++)
بلوط (Oak)	سخت‌چوب	حساسیت (به دلیل تانن بالا)، سرطان	چشم، پوست، گلو	متوسط (++)
سدر سرخ غربی (Western Red Cedar)	نرم‌چوب	حساسیت تنفسی شدید (آسم)	سیستم تنفسی	شدید (+++)
گردو (Walnut)	سخت‌چوب	حساسیت آلرژیک	چشم و پوست	متوسط (++)
آبنوس (Ebony)	سخت‌چوب	حساسیت و تحریک	چشم و پوست	متوسط (++)
ایروکو (Iroko)	سخت‌چوب	حساسیت، پنومونیت، آلوئولیت	چشم، پوست، تنفسی	شدید (+++)
افرا (اسپالتد/قارچ‌زده)	سخت‌چوب	حساسیت، پنومونیت	سیستم تنفسی	شدید (+++)

علاوه بر چوب‌های طبیعی، ماشین‌کاری محصولات مهندسی شده نظیر MDF و نئوپان به دلیل آزاد شدن ذرات بسیار ریز چسب‌های فرمالدئیدی (که به عنوان عوامل سرطان‌زا طبقه‌بندی می‌شوند) نیازمند بالاترین سطح از تهویه صنعتی است.⁴⁷ کارگران صنعت چوب در صورت عدم رعایت پروتکل‌های بهداشتی، در معرض ابتلا به آسم شغلی، درماتیت تماسی و در موارد حادتر، سرطان‌های مجاری تنفسی قرار دارند.⁹

نتیجه‌گیری

شناخت و انتخاب هوشمندانه متریال چوب، نیازمند گذار از تعاریف سنتی و ورود به حریم علوم میان‌رشته‌ای از جمله گیاه‌شناسی، آناتومی سلولی، فیزیک مواد و شیمی آلی است. همان‌طور که در این گزارش جامع تبیین شد، تفکیک درختان به دو گروه آنژیوسپرم‌ها (سخت‌چوب‌ها) و ژیمنوسپرم‌ها (نرم‌چوب‌ها) نه بر اساس حس لامسه، بلکه بر اساس استراتژی‌های پیچیده تکاملی شکل گرفته است. سخت‌چوب‌ها با ساختار آوندی تکامل‌یافته، فیبرهای متراکم و تولید عصاره‌های شیمیایی پیچیده، متریال‌هایی با بالاترین سطح از استقامت مکانیکی (بر اساس مقیاس جانکا)، پایداری ابعادی و تنوع بصری خلق می‌کنند که شاکله اصلی صنایع لوکس، مبلمان کلاسیک، آلات موسیقی و روکش‌های هنری را تشکیل می‌دهند.

در جبهه مقابل، نرم‌چوب‌ها با ساختار تراکئیدی ساده، رشد سریع، انعطاف‌پذیری و وزن سبک، نیروی محرکه و استخوان‌بندی زیربنایی توسعه جهانی در صنایع ساخت و ساز، کاغذسازی و تولید کامپوزیت‌های مهندسی‌شده نظیر MDF و تخته چندلا محسوب می‌شوند. در بازارهای محلی نظیر بازار ایران، شناخت دقیق تفاوت‌های زیرشاخه‌های وارداتی — از جمله کاربرد نراد برای اسکلت‌بندی و مصارف پنهان، ساسنا برای تولید ترمووود و مقاومت رطوبتی، و یولکا برای دکوراسیون و آکوستیک — مرز میان موفقیت مهندسی و شکست پرهزینه یک پروژه را تعیین می‌کند. در نهایت، مهندسی چوب هنر انطباق دقیق “خواص ذاتی متریال” با “تنش‌های محیطی و مکانیکی پروژه” است؛ رویکردی که تضمین‌کننده دوام، ایمنی، زیبایی و توجیه اقتصادی در استفاده از این شاهکار بی‌بدیل طبیعت خواهد بود.