Որքա՞ն գիտեք ծակոտկեն նյութի մասին:

Ծակոտկեն նյութերն ամենուր են՝ ձեր մարմնի ոսկորից մինչև սուրճի պատրաստման ֆիլտր:

Բայց ինչպե՞ս կարող է անցքերով լի բանն այդքան նշանակալից լինել: Պատասխանը կայանում է բարդ պարի մեջ

բուն պինդ նյութը և դրա ներսում ծակոտիների հսկայական ցանցը: Այս փոխազդեցությունը ստեղծում է յուրահատուկ հատկություններ

որոնք հեղափոխել են այնպիսի ոլորտներ, ինչպիսիք են բժշկությունը, էներգիայի պահեստավորումը և նույնիսկ տիեզերքի հետախուզումը:

Պատկերացրեք մի նյութ, որը պատված է փոքրիկ գրպաններով, անտեսանելի թունելներով և մանրադիտակային խոռոչներով: Սրանք թերություններ չեն

– դրանք ծակոտկեն նյութերի որոշիչ բնութագիրն են, և դրանք գրավում են զարմանալի քանակի բանալին

առաջընթաց տարբեր ոլորտներում:

Երբևէ մտածե՞լ եք, թե ինչպես են տիեզերագնացները մաքուր օդ շնչում Միջազգային տիեզերակայանում: Կամ ինչպես գիտնականներ

կարո՞ղ եք ավելի թեթև և ամուր շինանյութեր ստեղծել: Պատասխանը կարող է զարմացնել ձեզ. ամեն ինչ կապված է ուշագրավի հետ

ծակոտկեն նյութերի աշխարհ: Կռվեք, և եկեք խորամուխ լինենք այս փոս հրաշքների հետևում ընկած հետաքրքրաշարժ գիտության մեջ:

Ի՞նչ են ծակոտկեն նյութերը:

Իրենց հիմքում ծակոտկեն նյութերը պարզապես ծակոտիներով պատված նյութեր են՝ իրենց կառուցվածքի ներսում փոքր տարածություններ կամ դատարկություններ:

Այս ծակոտիները կարող են կտրուկ տարբերվել չափերով՝ սկսած մանրադիտակային նանոմետրից (միլիարդերորդական մետրից) մինչև մեծ

միլիմետր չափի խոռոչներ (մետրի հազարերորդական): Չափը, ձևը և ինչպես են այս ծակոտիները միացված, բոլորը խաղում են ա

վճռորոշ դեր նյութի հատկությունների որոշման գործում:

Պետք է հաշվի առնել ծակոտկենության երկու հիմնական տեսակ.

*Բաց բջջային ծակոտկենություն.

Պատկերացրեք սպունգ: Դա, ըստ էության, բաց բջջային ծակոտկենություն է:Ծակոտիները փոխկապակցված են, ինչը թույլ է տալիս հեղուկներ

հեշտությամբ հոսել դրանց միջով: Սուրճի զտիչներ,փրփուրները և ոսկորների որոշ տեսակներ բաց բջջային նյութերի օրինակներ են:

*Փակ բջջային ծակոտկենություն.

Այստեղ ծակոտիները մեկուսացված պղպջակներ են պինդ նյութի ներսում, որոնք կապված չեն միմյանց հետ: Մտածեք ա

պեմզա- լի անցքերով, բայց ջուրը չի կարող անցնել դրանց միջով: Պոլիստիրոլային փաթեթավորման գետնանուշ և

որոշ հրաբխային ապարներ փակ բջջային նյութերի օրինակներ են:

Հասկանալով նյութի ծակոտկենության տեսակն ու բնութագրերը՝ գիտնականներն ու ինժեներները կարող են նախագծել

նյութեր հատուկ կիրառությունների համար: Մենք կուսումնասիրենք, թե ինչպես է դա արվում հաջորդ բաժնում:

Ծակոտկեն նյութերի տեսակները

-ի աշխարհըծակոտկեն նյութերհսկայական է և ներառում է բնական և սինթետիկ նյութերի լայն տեսականի:

Ահա ամենատարածված տեսակներից մի քանիսը, որոնք դասակարգվում են ըստ իրենց ծագման կամ կազմի.

Բնական ծակոտկեն նյութեր.

Քարեր և հանքանյութեր.

Ավազաքարերը, պեմզաները և ցեոլիտները բնական ծակոտկեն ապարների որոշ օրինակներ են:

Այս նյութերը օգտագործում են զտման, շինարարական ագրեգատների և նույնիսկ կատուների աղբի պատճառով

դրանց ծակոտիների տարբեր չափերը և մակերեսները:

 

 

Կենսաբանական նյութեր.

Ոսկորը, փայտը և խցանը բնական ծակոտկեն նյութեր են՝ յուրահատուկ հատկություններով: Ոսկոր, օրինակ,

ունի բարդ բաց բջիջների կառուցվածք, որն ապահովում է ամրություն և ճկունություն, մինչդեռ փայտի ծակոտկենությունը թույլ է տալիս

բույսերում ջրի և սննդանյութերի տեղափոխման համար:

 

 

Սինթետիկ ծակոտկեն նյութեր.

Պոլիմերներ:

Պոլիմերային փրփուրները, ինչպիսիք են պոլիուրեթանը և պոլիստիրոլը, լայնորեն օգտագործվում են փաթեթավորման, մեկուսացման համար,

և ամորտիզացում՝ շնորհիվ իրենց փակ բջիջների կառուցվածքի, որը թակարդում է օդը:

 

 

Պոլիուրեթանային փրփուր

 

 

Կերամիկա:

Այս ինժեներական նյութերը կարող են նախագծվել վերահսկվող ծակոտի կառուցվածքով, ինչը նրանց համար իդեալական է դարձնում

ծրագրեր, ինչպիսիք են ֆիլտրման թաղանթները, կատալիզատորները և վառելիքի բջիջները:

Կերամիկական ֆիլտրման թաղանթ

 

Մետաղներ:

Ծակոտկեն մետաղները գրավիչ են դառնում այնպիսի ոլորտներում, ինչպիսիք են թեթև շինանյութերը և կենսաբժշկական իմպլանտները

շնորհիվ իրենց բարձր ամրության և քաշի հարաբերակցության և իրենց ծակոտկենությունը հատուկ կարիքների համար հարմարեցնելու ունակության շնորհիվ:

Ծակոտկեն մետաղ

Մետաղ-օրգանական շրջանակներ (MOFs):

Այս դիզայներական նյութերը սինթետիկ հրաշքներ են՝ բարձր կարգավորված և կարգավորվող ծակոտի կառուցվածքով:

Նրանք հսկայական ներուժ ունեն գազի պահեստավորման, տարանջատման և դեղերի առաքման գործում:

Մետաղական օրգանական շրջանակ (MOF)

Այս ծակոտկեն նյութերը մենք նշեցինք ծակոտկեն նյութերի բազմազան աշխարհի նմուշը:

Ծակոտկեն նյութերի հատկությունները

Ծակոտկեն նյութերում ամուր և դատարկ տարածության եզակի համադրությունը նրանց տալիս է մի շարք հատկություններ

որոնք դրանք արժեքավոր են դարձնում տարբեր ծրագրերում: Եկեք խորանանք որոշ հիմնական ֆիզիկական, մեխանիկական,

և ծակոտկեն նյութերի քիմիական հատկությունները.

Ֆիզիկական հատկություններ.

Խտությունը:

Ծակոտիների առկայության պատճառով ծակոտկեն նյութերը հիմնականում ավելի քիչ խիտ են, քան իրենց ոչ ծակոտկեն նմանակները:

Սա նրանց թեթև է դարձնում, ինչը շատ կարևոր է այնպիսի ծրագրերում, ինչպիսիք են օդատիեզերական ճարտարագիտությունը և շինարարությունը:

Ավելի քիչ խիտ ծակոտկեն նյութ ընդդեմ ավելի խիտ ոչ ծակոտկեն նյութի

 

*Ծակոտկենության տոկոսը.

Այս արժեքը ներկայացնում է նյութի մեջ բացերի ծավալը՝ համեմատած դրա ընդհանուր ծավալի հետ: Ավելի բարձր տոկոսը ցույց է տալիս ավելի բաց և փոխկապակցված ծակոտի կառուցվածքը:

*Թափանցելիություն:

Այս հատկությունը վերաբերում է նյութի ունակությանը, որը թույլ է տալիս հեղուկներին (գազեր կամ հեղուկներ) անցնել իր ծակոտիներով: Ծակոտիների չափը, ձևը և կապը զգալիորեն ազդում են թափանցելիության վրա:

Մեխանիկական հատկություններ.

* Ուժ.

Ծակոտիների առկայությունը երբեմն կարող է նվազեցնել նյութի ընդհանուր ուժը:

Այնուամենայնիվ, ծակոտկեն կառուցվածքի խելացի ճարտարագիտությունը կարող է ծակոտկեն նյութեր ստեղծել

Զարմանալի ուժ-քաշ հարաբերակցություններ՝ դրանք արժեքավոր դարձնելով թեթև շինարարության մեջ:

*Առաձգականություն:

Այս հատկությունը որոշում է, թե նյութը որքան կարող է դեֆորմացվել սթրեսի ժամանակ և վերադառնալ

իր սկզբնական ձևը. Ծակոտկենությունը կարող է ազդել առաձգականության վրա բարդ ձևերով՝ կախված նրանից

նյութը և ծակոտի կառուցվածքը.

Քիմիական հատկություններ.

*Ռեակտիվություն.

Ծակոտիների կողմից ստեղծված բարձր մակերեսը կարող է դրանք ավելի ռեակտիվ դարձնել՝ համեմատած ոչ ծակոտկեն նյութերի հետ:

Սա ձեռնտու է այնպիսի ծրագրերում, ինչպիսին է կատալիզը, որտեղ մակերեսի ավելացումը նպաստում է քիմիական ռեակցիաներին:

* Դիմադրություն.

Ծակոտկեն նյութերը կարող են հարմարեցվել հատուկ տարրերին կամ քիմիական նյութերին դիմակայելու համար: Օրինակ՝որոշ ծակոտկեն կերամիկա

ցուցադրում են գերազանց ջերմակայունություն՝ դրանք դարձնելով հարմար բարձր ջերմաստիճանի կիրառման համար:

Հասկանալով հատկությունների այս փոխազդեցությունը՝ գիտնականներն ու ինժեներները կարող են ծակոտկեն նյութեր նախագծել

կոնկրետ կարիքներ. Հաջորդ բաժնում մենք կտեսնենք, թե ինչպես են այդ նյութերը գործարկվում տարբեր ոլորտներում:

Ծակոտկեն նյութերի առավելություններն ու մարտահրավերները

Ծակոտկեն նյութերն առաջարկում են մի շարք առավելություններ, որոնք դրանք արժեքավոր են դարձնում տարբեր ոլորտներում: Ահա մի քանի հիմնական առավելությունների տեսք.

*Բարձր մակերեսը.

Ծակոտիների խճճված ցանցը փոքր ծավալի մեջ ստեղծում է մեծ մակերես: Սա օգտակար է այնպիսի գործընթացների համար, ինչպիսիք են ֆիլտրացումը, կլանումը և կատալիզը, որտեղ մակերեսի մեծացումը մեծացնում է նյութի և հեղուկների/գազերի փոխազդեցությունը:

* Թեթև:

Ծակոտիների առկայության պատճառով ծակոտկեն նյութերը հիմնականում ավելի թեթև են, քան իրենց ոչ ծակոտկեն նմանակները: Սա շատ կարևոր է այնպիսի ծրագրերում, ինչպիսիք են օդատիեզերական ճարտարագիտությունը և վառելիքի խնայող տրանսպորտային միջոցները, որտեղ քաշի նվազեցումը հիմնական նպատակն է:

* Վերահսկվող հոսքի հատկություններ.

Ծակոտիների չափը, ձևը և կապը կարող են հարմարեցվել՝ վերահսկելու համար, թե ինչպես են հեղուկները հոսում նյութի միջով: Սա հնարավորություն է տալիս ճշգրիտ ֆիլտրում, վերահսկվող դեղամիջոցի առաքում և արդյունավետ գազի բաժանում:

* Հարմարվող հատկություններ.

Նյութերի լայն տեսականի կարելի է դարձնել ծակոտկեն, և ծակոտի կառուցվածքն ինքնին կարող է մշակվել հատուկ հատկությունների հասնելու համար: Այս բազմակողմանիությունը թույլ է տալիս գիտնականներին նախագծել նյութեր տարբեր կիրառությունների համար:

Այնուամենայնիվ, ծակոտկեն նյութերը նույնպես ունեն որոշ մարտահրավերներ.

* Ուժ.

Ծակոտիների առկայությունը կարող է նվազեցնել նյութի ընդհանուր ուժը: Դա մեղմելու համար պահանջվում են զգույշ նախագծման և մշակման տեխնիկա:

* Կոտրվածք:

Ծակոտիները կարող են գործել որպես սթրեսի կենտրոնացման կետեր՝ դարձնելով նյութը բարձր ճնշման տակ ճաքերի կամ կոտրվածքների նկատմամբ:

* Արտադրության բարդությունը.

Ցանկալի ծակոտի կառուցվածքի ստեղծումը կարող է բարդ լինել և պահանջել արտադրական մասնագիտացված տեխնիկա, ինչը կարող է մեծացնել ծախսերը:

Պղծված չժանգոտվող պողպատից ծակոտկեն նյութերի հատուկ օգտագործում

Պղտորված չժանգոտվող պողպատծակոտկեն նյութերը ծակոտկեն նյութերի հատուկ տեսակ են՝ եզակի առավելություններով.

*Բարձր ամրություն և ամրություն.

Սինտերինգը, արտադրական գործընթացը, ամուր կապեր է ստեղծում չժանգոտվող պողպատի մասնիկների միջև, ինչը հանգեցնում է ամուր և երկարակյաց նյութի:

*Կոռոզիոն դիմադրություն.

Չժանգոտվող պողպատն առաջարկում է հիանալի դիմադրություն կոռոզիային՝ դարձնելով այս նյութերը իդեալական կոշտ միջավայրերի կամ հեղուկների հետ կապված կիրառությունների համար:
*Կենսահամատեղելիություն. չժանգոտվող պողպատի որոշ տեսակներ բիոհամատեղելի են, ինչը նշանակում է, որ դրանք կարող են ապահով կերպով տեղադրվել մարդու մարմնում: Սա դռներ է բացում կենսաբժշկական կիրառությունների համար, ինչպիսիք են ֆիլտրերը կամ ոսկրային իմպլանտները:

* Հարմարվող ծակոտի կառուցվածքը.

Չժանգոտվող պողպատի ծակոտիների չափը և բաշխումը կարող է վերահսկվել, ինչը թույլ է տալիս ճշգրիտ ֆիլտրում կամ հեղուկի բաշխում:

Այս հատկությունները սինթրած չժանգոտվող պողպատից ծակոտկեն նյութեր են դարձնում տարբեր կիրառություններում, այդ թվում՝

* Զտիչ:

Նրանք լայնորեն օգտագործվում են արդյունաբերական ֆիլտրերի համարհեղուկներ և գազեր, հատկապես այն ծրագրերում, որոնք պահանջում են բարձր ամրություն և ամրություն:

*Հեղուկի բաշխում.

Նրանց վերահսկվող ծակոտկենությունը թույլ է տալիս հեղուկների հավասարաչափ բաշխում այնպիսի գործընթացներում, ինչպիսիք են քրոմատագրությունը կամ վառելիքի բջիջները:

*Խլացուցիչներ:

Ծակոտիների բարդ կառուցվածքը կարող է արդյունավետորեն թուլացնել ձայնային ալիքները՝ դրանք օգտակար դարձնելով աղմուկի նվազեցման ծրագրերում:

*Կենսաբժշկական իմպլանտներ.

Որոշ դասարանների կենսահամատեղելի բնույթը դրանք դարձնում է հարմար ոսկրային իմպլանտների կամ դեղերի առաքման սարքերի համար:

Բարձր ամրության, կոռոզիոն դիմադրության և կարգավորվող ծակոտի կառուցվածքի համադրությունը սինթրած չժանգոտվող պողպատից ծակոտկեն նյութերը դարձնում է արժեքավոր ակտիվ տարբեր պահանջկոտ կիրառություններում:

Ծակոտկեն նյութերի կիրառում. անցքերի աշխարհ գործողության մեջ

Ծակոտկեն նյութերի եզակի հատկությունները հանգեցրել են կիրառությունների լայն զանգվածի տարբեր ոլորտներում:

Ահա մի ակնարկ, թե ինչպես են գործի են դրվում այս փոս հրաշքները.

Արդյունաբերական Ծրագրեր:

Զտման համակարգեր.

Սուրճի զտիչներից մինչև զանգվածային արդյունաբերական ֆիլտրեր, ծակոտկեն նյութերը անհրաժեշտ են ցանկալի բաժանման համար

բաղադրիչները խառնուրդից: Նրանց վերահսկվող ծակոտի չափը թույլ է տալիս նրանց թակարդել անցանկալի մասնիկները, մինչդեռ

թույլ տալով, որ ցանկալի հեղուկը անցնի:

Սուրճի ֆիլտր

Կատալիզատորի աջակցություն.

Քիմիական ռեակցիաներում կատալիզատորներն արագացնում են գործընթացը։ Բարձր մակերեսով ծակոտկեն նյութերը ապահովում են

հարթակ այս կատալիզատորների համար՝ առավելագույնի հասցնելով դրանց արդյունավետությունը տարբեր արդյունաբերական գործընթացներում:

Ամենօրյա օգտագործում.

Մեկուսացում:

Ապակեպլաստե կամ փրփուրի նման նյութերի ծակոտիներում փակված օդը գործում է որպես հիանալի մեկուսիչ,

պահելով մեր տները տաք ձմռանը և զով ամռանը:

 

Ապակեպլաստե մեկուսացում

Ձայնի կլանումը.

Ծակոտկեն նյութերը, ինչպիսիք են ակուստիկ վահանակները կամ ձայնամեկուսիչ փրփուրները, հնարավորություն ունեն

կլանել ձայնային ալիքները՝ թուլացնելով աղմուկը և ստեղծելով ավելի հանգիստ միջավայր:

Ակուստիկ վահանակ

Առաջատար կիրառություններ.

Կենսաբժշկական ճարտարագիտություն.

Ծակոտկեն նյութերը հեղափոխություն են անում այս ոլորտում: Օրինակ, ծակոտկեն փայտամածները օգտագործվում են

հյուսվածքների ճարտարագիտություն՝ ապահովելով նոր բջիջների աճի կառուցվածք և դեղորայքի ծակոտկեն առաքում

համակարգերը կարող են դեղորայքը թողարկել վերահսկվող եղանակով:

 

 

Ծակոտկեն փայտամած հյուսվածքների ճարտարագիտության համար

Օդատիեզերք:

Թեթև, բայց ամուր նյութերի անհրաժեշտությունը շատ կարևոր է օդատիեզերական ճարտարագիտության մեջ:

Հետազոտվում են ծակոտկեն մետաղները՝ իրենց ներուժի համար՝ ինքնաթիռների ավելի թեթև մասեր ստեղծելու համար

առանց ուժը զիջելու:

Սրանք ընդամենը մի քանի օրինակներ են. ծակոտկեն նյութերի կիրառությունները իսկապես բազմազան են և

անընդհատ զարգանում է. Քանի որ գիտնականները շարունակում են նոր և նորարարական նյութեր մշակել

վերահսկվող ծակոտի կառուցվածքները, դրանց օգտագործման հնարավորությունները, անկասկած, կշարունակեն ընդլայնվել:

Եզրակացություն

Ինչպես մենք ուսումնասիրել ենք այս բլոգում, ծակոտկեն նյութերը պարզապես հետաքրքրաշարժ չեն գիտության կողմից

հեռանկարային, բայց նաև աներևակայելի բազմակողմանի և կարևոր ոլորտների լայն սպեկտրի համար:

Օրգանական նյութերի բնական սպունգությունից, ինչպիսիք են փայտը և ոսկորը, մինչև բարձր մշակված ծակոտկենություն

Կերամիկայի և մետաղների մեջ այս նյութերը կարևոր դեր են խաղում առօրյա արտադրանքի և ժամանակակից արտադրանքի մեջ

տեխնոլոգիաները նույնքան:

Եկեք շարունակենք ուսումնասիրել և նորարարություններ կատարել ծակոտկեն նյութերով, բացելով նոր լուծումներ և

հնարավորություններ, որոնք կարող են վերափոխել մեր աշխարհը: Հատուկ ծակոտկեն սինթերով չժանգոտվող պողպատից զտիչ, եթե

Հետաքրքրված եք ավելի շատ մանրամասներ իմանալու համար, խնդրում ենք ազատ զգալ կապվել HENGKO-ի հետ էլ

ka@hengko.comկամ հետևյալ ձևով.