მასალა

გამოგონებები - მასალა

  • გამოგონებები: მასალა // ფოტო: © David Trood / gettyimages.de გამოგონებები: მასალა // ფოტო: © David Trood / gettyimages.de
    კარლ ციგლერი (Karl Ziegler), 1898–1973, ქიმიკოსი და ნობელის პრემიის ლაურეატი


    „დავიწყე როგორც მოგზაურმა, რომელიც უცნობი ქვეყნისკენ მიემართება“


    საქმეს, რომელსაც მთელი ცხოვრება მიუძღვნა, კარლ ციგლერი ხშირად აღწერს როგორც ხანგრძლივ მოგზაურობას, რომლის დასასრულიც უცნობია. უცხო ქვეყანა, რომელსაც ის შეისწავლის, გახლავთ ქიმია ლითონებსა და ნახშირბადოვან ნაერთებს შორის. მისი ნაშრომები შესაძებელს დის ისეთი ხელოვნური მასალების მასიურ წარმოებას, როგორებიცაა პოლიეთილენი და პოლიპროპილენი, რისთვისაც ის 1963 წელს ნობელის პრემიით ჯილდოვდება.
    გამოგონებები: მასალა // ფოტო: © David Trood / gettyimages.de


    რეზინი მინდვრიდან

    მყვინთავის კოსტუმი, ავტომობილის საბურავები, რეზინის შუასადებები - 40000-ზე მეტი პროდუქტი, რომელსაც ყოველდღიურად ვხმარობთ, შეიცავს კაუჩუკს, რომელიც, ტრადიციულად, კაუჩუკის ხის რძისგან (ლატექსი) მზადდება. მაგრამ, ვინაიდან კაუჩუკის ხე მხოლოდ ტროპიკულ კლიმატს გუობს, გერმანელ ქიმიკოს ფრიტც ჰოფმანს ჯერ კიდევ პირველი მსოფლიო ომის დროს გამოჰყავს სინთეზური კაუჩუკი. დღესდღეობით, კაუჩუკი და, შესაბამისად, რეზინიც, მეტწილად ნავთობპროდუქტებისგან მზადდება.

    თუმცა, სხვა წყაროებსაც აქვს პოტენციალი: მაგალითად, რუსულ ბაბუაწვერას, რომლის რძეც ასევე შეიცავს კაუჩუკს. ფრაუნჰოფერის საზაოგადოების მკვლევარები საბურავების მწარმოებელ კომპანია „კონტინენტალთან“ ერთად აგებენ საპილოტე დანადგარს, რომელმაც დიდი რაოდენობით ბაბუაწვერის კაუჩუკი უნდა მოგვცეს.
    » ვიდეო „ბუნებრივი კაუჩუკი ბაბუაწვერასგან“


    რუსული ბაბუაწვერა (Taraxacum koksaghyz) ბუნებრივ კაუჩუკს გვაძლევს

    ავტომობილის საბურავები შესაძლოა ბაბუაწვერასგან დამზადებულ მსოფლიოში პირველ სამრეწველო პროდუქტად მოგვევლინოს

      შეკვეთით დამზადებული ფოლადი

      ფოლადი არ არის ის რაც ფოლადია. ტურბინამ, როგორც ავტომობილის ძარამ ან ხიდის ბურჯმა, უნდა გაუძლოს სხვა ძალებს. იმისათვის, რომ კონსტრუქციული დეტალები კონკრეტულ მოთხოვნებს აკმაყოფილებდეს, საჭიროა სპეციალური ფოლადი, რომელიც 2500 სახით უკვე არსებობს.

      ძირითადი კომპონენტი ყოველთვის რკინაა. სხვადასხვა ელემენტების - მანგანუმის, ნიკელისა თუ ქრომის დამატებით ფოლადი განსაკუთრებულ თვისებებს იძენს: მაგალითად, ის უფრო მსუბუქი, მდგრადი ხდება ან უკეთ იღუნება. კომპიუტერული პროგრამების დახმარებით, მეცნიერებს შეუძლიათ წინასწარ მოახდინონ მისი თვისებების სიმულირება და ოპტიმირება. ამგვარად, ტურბინები უფრო გამძლე, თვითმფრინავები უფრო მსუბუქი, ხოლო ავტომობილები უფრო უსაფრთხო ხდება.

      არც თუ ისე დიდი ხნის წინ, თვით სპეციალისტებსაც ეგონათ, რომ ფოლადის დამუშავებაში რაიმე სიახლის შეტანა თითქმის შეუძლებელი იყო. მასალათა გერმანელი მკვლევარების ინოვაციური ფოლადები საპირისპიროს ამტკიცებს.


      სხვადასხვა დანამატებით შექმნილი შენადნობები აუმჯობესებს ფოლადის თვისებებს

      დღესდღეობით შესაძებელია ფოლადის ოპტიმირება ნებისმიერი მოხმარებისთვის, მაგალითად, თვითმფრინავის ტურბინებისთვის

        სერიული ნახშირბადი

        ჩაფხუტები, ველოსიპედები, ჩოგნები, თვითმფრინავები და ფორმულა 1-ის ავტომობილებიც კი მაქსიმალურად მსუბუქი და, ამასთან, სტაბილური უნდა იყოს. ნახშირბადის ბოჭკოებით გაძლიერებული ხელოვნური მასალები, შემოკლებით CFKs, ამის საშუალებას გვაძლევს. ნაკლი: მრავალი ოპერაცია ხელით უნდა შესრულედეს, რაც პროდუქტს აძვირებს.

        გერმანელი მასალის მკვლევარები საავტომობილო მრეწველობის სპეციალისტებთან ერთად მუშაობენ წარმოების ახალ პროცესებზე, რომლებიც CFKs გააიაფებს. მანქანებს შეუძლია ბოჭკოების დაწვნა, ფორმის მიცემა და კუპრით დაფარვა. მზა დეტალები იმის ნახევარს იწონის, რასაც ფოლადი, დარტყმას უძლებს და არ იჟანგება. იდეალური მასალაა ეკონომიური თვითმფრინავებისა და ავტომობილებისთვის - ვინაიდან წონასთან ერთად საწვავის მოხმარებაც იკლებს.


        წარმოების ახალი პროცესები ნახშირბადის ბოჭკოებით გაძლიერებულ ხელოვნურ მასალებს აიაფებს

          ლოტოსის ეფექტი

          ლოტოსის ფურცლები ყოველთვის სუფთაა, ამიტომაც მრავალ რელიგიაში ის აბსოლუტური სიწმინდის სიმბოლოდ მიიჩნევა. თუმცა, მითს მეცნიერული საფუძველი აქვს: წყალი ფურცლებს ვერ ასველებს, ის მაშინვე წვეთებად ჩამოედინება და ჭუჭყიც თან მიაქვს. მიზეზს გერმანელმა ბოტანიკოსმა ვილჰელმ ბართლოტმა (Wilhelm Barthlott) 1970-იან წლებში მიაგნო: ფურცლების ზედაპირი გლუვი არ არის, არამედ დაფარულია მიკროსტრუქტურებით.

          დღესდღეობით მკვლევარები ლოტოსის ეფექტს იყენებენ იმისთვის, რომ შეიმუშაონ წყლის, ზეთის და სისხლის განმზიდი ზედაპირები. მეცნიერთა მიზანია თვითგამწმენდი მზის ელემენტები, ჭუჭყის განმზიდი ფანჯრის მინები და განსაკუთრებით ეფექტური ხელოვნური სისხლის მიმოქცევის აპარატები.


          ლოტოსის ყვავილზე წყალი ვერ ჩერდება

          ნანოფენებიანი ლაკი ლოტოსის ექფეტით: წყალი წვეთებად ჩამოედინება და ჭუჭყიც თან მიაქვს

            ჭკვიანი ტანსაცმელი

            ფედერალური მთავრობის კვლევითი პროგრამის ფარგლებში შემუშავებულ სახანძრო ქურთუკს ინტეგრირებული ელექტრონიკით გაცილებით მეტი შეუძლია, ვიდრე მხოლოდ ექსტრემალური სიმხურვალის გაძლება. მუშაობისას ის გვაწვდის ინფორმაციას მეხანძრის პოზიციონირების, მისი გულისცემის და სხეულის ტემპერატურის შესახებ და საჭიროების შემთხვევაში ტეხს განგაშს სათანადო უწყებაში, რომელიც დახმარებას აგზავნის.

            ჭკვიანი ტანსაცმელი მხოლოდ ექსტრემალურ ვითარებაში არ გვეხმარება: ჭკვიანი ფიტნეს-მაისური, რომელზეც ფრაუნჰოფერის საზოგადოების მკვლევარები მუშაობენ, ზომავს სუნთქვას და პულსს, რომ სპორტსმენმა შეძლოს ვარჯიშის ოპტიმირება.


            „ჭკვიან“ ტანისამოსს სიცოცხლის გადარჩენა შეუძლია

              ხელოვნური მასალა ყოველ ნაბიჯზე

              სათამაშო მანქანა, საწმენდი ტილოების სათლი, მილები, ნაგვის ტომრები, სამედიცინო იმპლანტატები - მაღალტექნოლოგიური პროდუქტიდან დაწყებული ყოველდღიური მოხმარების საგნებით დამთავრებული: პოლიეთილენი ყველაზე ხშირად მოხმარებადი ხელოვნური მასალაა. ის მდგრადია, აგრესიული ნივთიერებები ვერაფერს აკლებს და ტემპერატურის ძლიერ რყევებსაც უძლებს.

              პოლიეთილენის სწრაფ და იაფ წარმოებას მაქს პლანკის საზოგადოების მკვლევარი კარლ ციგლერი (Karl Ziegler) 1953 წელს აღმოაჩენს: ეთილენი ოთახის ტემპერატურაზე და ნორმალური ატმოსფერული წნევის პირობებში პოლიეთილენად გარდაიქმნება, თუ მას დავუმატებთ გარკვეულ ლითონის ნაერთებს - „ციგლერ-ნატა-კატალიზატორებს“ (Ziegler-Natta-Katalysatoren). ამ აღმოჩენამ შესაძებელი გახადა მასობრივი წარმოება. თუმცა, პოლიეთილენის სტაბილურობას ნაკლიც აქვს:

              პოლიეთილენის პარკები მთელს მსოფლიოში ნაგვის გროვების და გარემოს დაბინძურების წყაროა. მაგალითისთვის, ერთი ჩანთის სრულად გახრწნას რამდენიმე ასეული წელი სჭირდება.


              ნობელის პრემია ქიმიის დარგში 1963: შვედეთის მეფე გუსტავ VI ადოლფი ულოცავს კარლ ციგლერს (მარჯვნივ)