Նյութեր

ԳՅՈՒՏԵՐ՝ ՆՅՈՒԹԵՐ

  • Գյուտեր՝ նյութեր // Լուսանկարը՝ © David Trood / gettyimages.de Գյուտեր՝ նյութեր // Լուսանկարը՝ © David Trood / gettyimages.de
    Կարլ Ցիգլեր, 1898–1973, քիմիկոս և Նոբելյան մրցանակակիր
     

    «ԵՍ ՍԿՍԵՑԻ ԻՆՉՊԵՍ ՄԻ ՃԱՆԱՊԱՐՀՈՐԴ, ՈՎ ՆԵՐԽՈՒԺՈՒՄ Է ԱՆՀԱՅՏ ՄԻ ԵՐԿԻՐ»։


    Կարլ Ցիգլերը նկարագրում է իր կյանքի գործը որպես երկար մի ճամփորդություն։ Նրա ուսումնասիրած օտար երկիրը մետաղների և ածխածնի միացությունների քիմիան է։ Նրա աշխատանքները հնարավոր են դարձրել պլաստմասե (օր․՝ պոլիէթիլենը և պոլիպրոպիլենը) իրերի զանգվածային արտադրությունը։ 1963-ին նրան շնորհվում է քիմիայի բնագավառում Նոբելյան մրցանակ։
    Գյուտեր՝ նյութեր // Լուսանկարը՝ © David Trood / gettyimages.de


    ՌԵՏԻՆ ՍՏԱՆԱԼ՝ ԴԱՇՏԻՑ

    Ջրասուզակի կոստյում, մեքենայի անվադողեր, ռետինե խտօղակներ․ ավելի քան 40 000 առօրյա ապրանքատեսակ պարունակում է կաուչուկ։ Այն ավանդաբար ստանում են կաուչուկի ծառի կաթնահյութից։ Քանի որ ծառերը աճում են միայն արևադարձային կլիմայական պայմաններում, գերմանացի քիմիկոս Ֆրից Հոֆմանը դեռևս Առաջին համաշխարհային պատերազմի տարիներին ստանում է սինթետիկ կաուչուկ։ Այսօր կաուչուկը և, համապատասխանաբար, ռետինը հիմնականում արտադրվում է նավթամթերքից։

    Սակայն այլ աղբյուրներ նույնպես մեծ ներուժ ունեն, օրինակ՝ ռուսական խատուտիկը, որի կաթնահյութը նույնպես կաուչուկ է պարունակում։ Ֆրաունհոֆերի ընկերակցության հետազոտողները անվադողերի արտադրող Continental ընկերության հետ միասին ներկայումս աշխատում են փորձնական սարքավորումների ստեղծման ուղղությամբ՝ մեծ ծավալներով խատուտիկի կաուչուկ արտադրելու համար։
    » Ֆիլմ «Բնական կաուչուկ՝ խատուտիկից»


    Ռուսական խատուտիկը (լատ․՝ Taraxacum koksaghyz) բնական կաուչուկի աղբյուր է

    Ավտոդողերը շուտով կարող են խատուտիկից ստացված առաջին արդյունաբերական արտադրանքը դառնալ

      ՊՈՂՊԱՏ՝ ՀԱՏՈՒԿ ՊԱՏՎԵՐՈՎ

      Պողպատը տարբեր է լինում։ Տուրբինը պետք է դիմակայի այլ տիպի ուժերի, քան մեքենայի թափքը կամ կամրջի հենասյունը։ Որպեսզի կոնստրուկցիայի տարրերը համապատասխանեն կոնկրետ պահանջների, օգտագործվում են պողպատի հատուկ տեսակներ։ Այսօր գոյություն ունի պողպատի 2500 տեսակ։

      Հիմնական բաղադրիչը միշտ երկաթն է։ Երկաթին այլ տարրեր (մանգան, նիկել կամ քրոմ) ավելացնելով՝ ստանում ենք պողպատ, որն ունենում է հատուկ որակներ։ Օրինակ, այն դառնում է թեթև, ամուր կամ ճկվող։ Համակարգչային ծրագրերի օգնությամբ գիտնականները կարողանում են նախապես մոդելավորել և օպտիմալացնել պողպատի հատկությունները։ Այս ամենի արդյունքում տուրբինները դառնում են ավելի դիմացկուն, ինքնաթիռները՝ ավելի թեթև, իսկ ավտոմեքենաները՝ ավելի հուսալի։

      Մինչև վերջերս նույնիսկ մասնագետները չէին հավատում, որ հնարավոր կլիներ նոր բան հայտնաբերել պողպատի մշակման բնագավառում։ Գերմանացի հետազոտողների կողմից ստացված պողպատի նոր տեսակները հակառակն են ապացուցում։


      Տարբեր հավելումներով ստացված համաձուլվածքները բարելավում են պողպատի տեխնիկական բնութագրերը

      Այսօր պողպատն օպտիմալացվում է յուրաքանչյուր կոնկրետ կիրառման համար, օրինակ՝ ինքնաթիռների տուրբինների համար

        ՍԵՐԻԱԿԱՆ ԿԱՐԲՈՆ

        Սաղավարտները, հեծանիվները, թենիսի ռակետները, ինչպես նաև ինքնաթիռներն ու Ֆորմուլա 1-ի մրցարշավային մեքենաները պետք է լինեն հնարավորինս թեթև և միևնույն ժամանակ ամուր։ Դրան կարելի է հասնել ածխածնային մանրաթելով ամրացված պոլիմերների միջոցով, կարճ՝ CFK։ Սրա թերությունն այն է, որ շատ աշխատանքային գործընթացներ մինչ օրս կատարվում են ձեռքով, ինչը բարձրացնում է վերջնական արտադրանքի արժեքը։

        Գերմանացի նյութաբանները ավտոմոբիլային արդյունաբերության մասնագետների հետ միասին աշխատում են նոր արտադրական գործընթացների մշակման ուղղությամբ, որոնք CFK-ն զգալիորեն մատչելի կդարձնեն։ Մեքենաները կարող են հյուսել մանրաթելերը, այնուհետև ձև տալ դրանց և պատել խեժով։ Պատրաստի դետալները այժմ պողպատից պատրաստված դետալի կես քաշն ունեն, ավելի ամուր են և չեն ժանգոտում։ Այն իդեալական նյութ է տնտեսող ինքնաթիռների և ավտոմեքենաների համար։ Ի վերջո, քաշի հետ մեկտեղ կրճատվում է նաև վառելիքի ծախսը։

        Արտադրական նոր գործընթացները ածխածնի մանրաթելերով ամրացված պոլիմերներն ավելի էժան են դարձնում

          ԼՈՏՈՒՍԻ ԷՖԵԿՏ

          Լոտուսի թերթիկները միշտ մաքուր են։ Պատահական չէ, որ այս բույսը շատ կրոններում համարվում է բացարձակ մաքրության խորհրդանիշ։ Այս առասպելը գիտական հիմնավորում ունի․ ջուրը չի թրջում տերևները, այլ միանգամից կաթիլներով հոսում է ցած՝ իր հետ վերցնելով կեղտը։ Դրա պատճառը 1970-ականներին պարզել է գերմանացի բուսաբան Վիլհելմ Բարթլոթը։ Տերևի մակերեսը հարթ չէ, այլ ծածկված է միկրոկառուցվածքների բարակ շերտով։

          Այսօր հետազոտողները լոտոսի էֆեկտի օգնությամբ մշակում են հատուկ մակերևույթներ, որոնք վանում են ջուրը, յուղը և նույնիսկ արյունը։ Գիտնականների նպատակն է ստեղծել ինքնամաքրվող արևային մարտկոցներ, պատուհանի չկեղտոտվող ապակիներ և, ամենակարևորը, արյան արհեստական շրջանառության արդյունավետ սարքեր։


          Լոտուսի տերևների վրա ջուրը չի մնում

          Նանոծածկույթով լաքերում օգտագործվում է լոտուսի էֆեկտը․ ջուրը միանգամից կաթիլներով հոսում է ՝ իր հետ վերցնելով կեղտը

            «ԽԵԼԱՑԻ» ՀԱԳՈՒՍՏ

            Ներկառուցված էլեկտրոնիկայով բաճկոնը, որը ստեղծվել է հրշեջների համար և մշակվել է Գերմանիայի կառավարության կողմից ֆինանսավորվող հետազոտական ծրագրի շրջանակներում, կարող է ավելին անել, քան ուղղակի պաշտպանել ծայրահեղ տապից։ Օգտագործման ժամանակ այն տեղեկություններ է հայտնում հրշեջի ճշգրիտ վայրի, սրտի զարկերի և մարմնի ջերմաստիճանի մասին։ Անհրաժեշտության դեպքում «խելացի» բաճկոնը ահազանգում է օպերատիվ շտաբ, որպեսզի այնտեղից օգնություն ուղարկվի։

            Սակայն «խելացի» հագուստը կարող է օգնել ոչ միայն արտակարգ իրավիճակներում․ ֆիթնես շապիկը, որը մշակվել է Ֆրաունհոֆեր ընկերակցության հետազոտողների կողմից, չափում է շնչառությունը և սրտի զարկերի հաճախականությունը։ Այդպիսով մարզիկը կարող է օպտիմալացնել իր մարզումը։

            «Խելացի» հագուստը կարող է կյանքեր փրկել

              ԱՄԵՆՈՒՐ ՀԱՆԴԻՊՈՂ ՊՈԼԻՄԵՐԸ

              Խաղալիք մեքենա, դույլ, խողովակներ, աղբի տոպրակներ, բժշկական իմպլանտներ․ բարձր տեխնոլոգիական արտադրանքից մինչև ամենօրյա իրեր՝ պոլիէթիլենը ամենատարածված պոլիմերային նյութն է։ Այն չափազանց ամուր է, չի քայքայվում նույնիսկ ագրեսիվ նյութերի ազդեցությամբ և դիմանում է ջերմաստիճանի խիստ տատանումներին։

              Պոլիէթիլենի տնտեսապես շահավետ և արագ արտադրության տեխնոլոգիան 1953 թ.-ին մշակում է Մաքս Պլանկի ինստիտուտի հետազոտող Կարլ Ցիգլերը։ Գազային էթիլենը սենյակային ջերմաստիճանում և նորմալ մթնոլորտային ճնշման պայմաններում վերածվում է պոլիէթիլենի, երբ ավելացնում են որոշակի մետաղական միացություններ՝ Ցիգլեր-Նատտայի կատալիզատորներ։ Հենց այս հայտնագործությունն է ստեղծում պայմաններ զանգվածային արտադրության համար։

              Սակայն պոլիէթիլենի կայունությունը ունի նաև թերություններ. պոլիէթիլենային տոպրակները ամբողջ աշխարհում ավելացնում են աղբի ծավալը և աղտոտում շրջակա միջավայրը։ Օրինակ, խանութի սովորական տոպրակի ամբողջությամբ քայքայվելու համար կարող է պահանջվել մի քանի հարյուր տարի։

              Քիմիայի բնագավառում Նոբելյան մրցանակի հանձնումը, 1963 թ.։