Матеріалів

ВИНАХОДИ: МАТЕРІАЛИ

  • Винаходи: Матеріали // Фото: © David Trood / gettyimages.deKarl Винаходи: Матеріали // Фото: © David Trood / gettyimages.deKarl
    Карл Ціґлер, 1898–1973, Хімік, лауреат Нобелівської премії


    «Я починав як мандрівник, котрий вирушає в незвідані краї.»


    Карл Ціґлер часто описує справу, якій присвятив усе своє життя, як довгу подорож із невідомим фіналом. Невідома країна, яку він досліджує – це хімія на стику металів та сполук вуглецю. Його роботи дали можливість налагодити масове виробництво таких полімерів як поліетилен або поліпропілен. За це він отримав Нобелівську премію в 1963 р.
    Винаходи: Матеріали // Фото: © David Trood / gettyimages.deKarl


    ГУМА З ПОЛЯ

    Акваланг, автомобільна шина, гумові ущільнювачі – каучук є у складі понад 4 тисяч продуктів повсякденного вжитку. Він зазвичай видобувається із молочного соку каучукового дерева. Але оскільки ці дерева ростуть лише в умовах тропічного клімату, німецький хімік Фрітц Гофман ще під час Першої світової війни створив синтетичний каучук. Сьогодні каучук – а тим самим і гуму – здебільшого виготовляють із нафтопродуктів.

    Однак існують й інші джерела виготовлення, що відкривають неабиякі можливості. Наприклад, кок-сагиз. У молочному сокові цієї рослини також міститься каучук. Вчені інституту ім. Фраунгофера спільно з виробником автомобільних шин Continental споруджують нині пілотний комплекс для вирощування кок-сагизу у великих обсягах.
    » Відео: Природний каучук із кок-сагизу


    Кок-сагиз (Taraxacum koksaghyz) є джерелом природного каучуку

    Незабаром автомобільні шини можуть стати першим промисловим продуктом, отриманим із кок-сагизу

      ТОЧНО ПІДІГНАНА СТАЛЬ

      Існує чимало різновидів сталі. Сили, яким повинна протистояти турбіна, зовсім інші, аніж ті, що діють на кузов автомобіля або на опору моста. Для того щоб будівельні елементи відповідали конкретним вимогам, потрібні спеціальні сорти сталі. Наразі їх налічується уже 2 500.

      Головним складовим елементом завжди є залізо. Шляхом додавання інших елементів – магнію, нікелю чи хрому – сталь набуває своїх особливих властивостей: вона стає, наприклад, легшою, міцнішою або податливішою. За допомогою комп'ютерних програм вчені можуть заздалегідь моделювати або оптимізувати ці властивості. Так турбіни стають тривалішими в експлуатації, літаки – легшими, а автомобілі - безпечнішими.

      Донедавна навіть самі фахівці майже не вірили у можливість досягнути чогось нового у створенні сталі з новими властивостями. Але інновативні сорти сталі німецьких матеріалознавців доводять протилежне.


      Сплави з різноманітними добавками поліпшують властивості сталі

      Нині досягаються оптимальні властивості для будь-якого застосування сталі, наприклад, для виробництва авіаційних турбін

        КАРБОН СЕРІЙНОГО ВИПУСКУ

        Шоломи, велосипеди, ракетки для тенісу, а ще літаки та боліди Формули-1 повинні бути якомога легшими, але попри це міцними. Цього можна досягнути за допомогою вуглепластиків (CFK). Єдиний недолік: чимало робочих операцій й досі доводиться виконувати вручну, а це робить продукцію дорогою.

        Німецькі матеріалознавці разом із спеціалістами автомобілебудівної промисловості працюють над новими виробничими процесами, які зроблять ціну на вироби із вуглепластику значно привабливішою. Техніка може сплітати волокна, формувати їх та покривати смолами. Готові частини мають вдвічі меншу вагу від сталі, є ударостійкими і не ржавіють. Ідеальний матеріал для економних літаків чи автомобілів – адже менша вага означає менше споживання пального.


        Нові виробничі процеси дають можливість здешевити вартість вуглепластиків

          ЕФЕКТ ЛОТОСА

          Листя лотоса завжди чисте – тому ця рослина в багатьох релігіях вважається символом абсолютної чистоти. У цього міфу є й наукове підґрунтя: вода не змочує листя, краплями стікає донизу й несе за собою бруд. Причину цього явища з'ясував у 1970-х роках німецький ботанік Вільгельм Бартлот: поверхня листя не гладка, а вкрита мікроструктурами.

          Нині дослідники використовують ефект лотоса для розробки спеціальних водовідштовхувальних і навіть непроникних для крові поверхонь. Вчені поставили перед собою мету створити сонячні комірки, що самоочищуються, стійкі до забруднення шибки та особливо ефективні серцево-легеневі апарати.


          Вода не знаходить жодної опори на листкові квітки лотоса

          У лаках, нанесених нанотехнологіями, використовується ефект лотоса: вода краплинами стікає донизу й забирає з собою бруд

            ОДЯГ, ЗДАТНИЙ ДУМАТИ

            Пожежна куртка із вмонтованою в неї електронікою, що розробляється в рамках науково-дослідного проекту Федерального уряду Німеччини, здатна витримати набагато більше, аніж екстремальну спеку. Під час практичних дій вона надає достовірні дані про позицію вогнеборця, частоту ударів його серця та температуру тіла. А в разі необхідності розумна куртка подає сигнал тривоги керівникам акції з тушіння, що можуть надіслати допомогу.

            Проте цей чудо-одяг може допомогти не лише у надзвичайній ситуації: розумна футболка для фітнесу, над якою працюють вчені товариства імені Фраунгофера, вимірює дихання й пульс. Таким чином спортсмен може оптимально побудувати своє тренування.


            „Інтелігентний“ одяг може врятувати життя

              УСЮДИСУЩІ ПОЛІМЕРИ

              Машина-каталка Bobby Car, відра для прибирання, труби, мішки для сміття, медичні імплантати – поліетилен - це найбільш уживаний полімер з діапазоном використання від високотехнологічних продуктів і до предметів повсякденного вжитку. Він – вкрай міцний, стійкий до дії навіть найбільш агресивних речовин і витримує великі температурні коливання.

              Швидке й вигідне за ціною виготовлення поліетилену відкрив у 1953 році Карл Ціґлер, вчений інституту імені Макса Планка: при кімнатній температурі й нормальному тиску повітря етиленовий газ перетворюється на поліетилен, якщо до нього додати певні металічні сполуки – каталізатори Ціґлера-Натта. Лише це відкриття створило передумови для масового виробництва. Проте міцність поліетилену має й свої недоліки: пластикові пакети у всьому світі розростаються в гори сміття й забруднюють довкілля. Так, наприклад, для повного розпаду простої господарчої сумки потрібні кілька сотень років.


              Нобелівська премія за 1963 рік: король Швеції Ґустав VI Адольф поздоровляє Карла Ціґлера (справа)
                footer