Conferentie van de Club of Fans van Skoda-auto's
Zo, 06 november 2011, 21:42
Zon, 06 november 2011, 10:07 uur
Maa, Nov 07, 2011, 12:39
Ma, 07 nov 2011, 20:05
Ma, 07 nov 2011, 20:32
Een interessant idee, kan als een draadverbinding wassen naar het motorbereik.
mijn ichmo, als je een hoogwaardige (bewezen) olie rijdt met een fabriekstolerantie van niet meer dan tussenpozen (ongeveer 300 uur), dan is het smeersysteem normaal.
Di, 08 nov. 2011, 9:18
Di, 08 nov 2011, 10:18
Dat wil zeggen, na elke spoeling demonteer je de motor en voer je een inspectie uit - hoe schoon is hij gewassen? nee? dan GELOOFT u ook dat het gedurende 5 minuten wordt gewassen. blozen, zoals ik daarin gedurende 5 minuten. er is niets echt gewassen.
Je vergelijking met jezelf mooi wassen in metaforische termen, het is jammer om de motor te wassen, zo'n vergelijking heeft niets te maken.
Als je het wassen regelmatig doet, zal er niets catastrofaal gebeuren. De vraagsteller was voor het eerst in drie jaar geïnteresseerd - hij kreeg alle voor- en nadelen aangeboden, en of hij zo'n flush nodig heeft of niet - laat hem beslissen.
Di, 08 nov. 2011, 10:54
Di, 08 november 2011, 11:19
Ja, het is synthetisch. Ik vloog vroeger 5W30, maar dit jaar besloot ik om over te schakelen naar 5W40. Vroeger had ik nog nooit twee jaar boter gegeten, maar in het derde jaar moest ik 300 gram toevoegen, dus schakelde ik over naar een dikkere boter.
Hier zijn fragmenten van uit. shell site:
Om de een of andere reden concentreert de eerste zich op het 'lange interval tussen vervangingen' en de tweede op het 'maximale niveau van detergentkenmerken'.
Ik zeg niet waar ik het getal 10.000 heb gekregen van waar ik het heb gekregen - misschien heb ik gelezen waar, en misschien dacht ik dat het lange interval tussen vervangingen 15000 is, terwijl veel auto's meestal 10.000 hebben.
Di, 08 november 2011, 12:13
Di, 08 nov 2011, 21:37
Dat wil zeggen, na elke spoeling demonteer je de motor en voer je een inspectie uit - hoe schoon is hij gewassen? nee? dan GELOOFT u ook dat het gedurende 5 minuten wordt gewassen. blozen, zoals ik daarin gedurende 5 minuten. er is niets echt gewassen.
..In het verleden was het leven 7 jaar werktuigkundige. Ik moest een heleboel verschillende motoren demonteren / monteren (er was een mogelijkheid om "experimenten" uit te voeren op termen van kilometers / soorten olie / wasbeurten, enz.). Er zijn beoefenaars die vrienden vormen. Dit is trouwens zo. Met betrekking tot blozen en de schade van hun gebruik of niet-gebruik. In de eerste plaats natuurlijk GELOOF. Serieus, gezond verstand. Doorspoelen is niet zozeer "wassen", zoals "neutraliseert cariës", het proces van oxidatie van olie en corroderende motoronderdelen. Lees elke test van moderne oliën - er is zoiets als oxidatiesnelheid, basenummer, enz. Ze zijn heel verschillend voor verschillende oliën, zelfs van dezelfde klasse, vooral omdat deze processen verschillen in verschillende motoren (kilometerstand, merk, rijstijl). Ja, een nieuw deel van de olie kan de oxidatieproducten neutraliseren, maar dan moet u de olie ongeveer 50% van het berekende interval vervangen. Ik heb vrienden die diesel (zonder turbines) niet meer dan 5000 km rijden en olie en mineraalwater verversen (alle goede merken hebben nog steeds goede minerale oliën in de productie, maar ze verdienen vooral op kunststoffen). Geen wasbeurten en perfecte staat. Het tweede pluspunt van wasbeurten is dat ze de oliekeerringen niet laten verouderen (als een "zwart worden" van rubber, persoonlijk vind ik het niet leuk en gebruik het niet, maar dit heeft echt een voordeel voor banden). En je hebt helemaal gelijk - in 5 minuten (als je een keer in je leven bent), wast je echt niets. Dat wil zeggen, het is logisch als het REGELMATIG is. Hoe te wassen. En nog een belangrijk punt. Na 15 minuten (wanneer niets al druipt), pomp ik een 50 ml spuit met een buis en pomp ongeveer 200-250 ml "slib" (garage / put / licht / carter in de richting van de afvoer). Over de service doet bijna niemand. En in dit laatste deel is er veel van alle schadelijke stoffen die uw nieuwe olie vele malen sneller zullen afwerken. Doorspoelen houdt de "kaku" opgeschort tijdens het aftappen, en de oude olie heeft al niet zo'n potentieel. Ik hoop dat ik het heb opgehelderd, ik heb niet geprobeerd te overtuigen. GOED GELUK!
Di, 08 november 2011, 21:45
Woe, nov 09 2011, 15:43
Wo, 09 november 2011, 16:13
Hier wordt alles voldoende gedetailleerd beschreven.
Woe, nov 09 2011, 17:26
250 ml is overdreven. Er wordt een spuit genomen met een L-vormige cambric bevestigd aan het uiteinde van de spuit. Nadat de olie niet meer druipt, wordt de cambric in het gat gegoten met een L-vormige tuit en de resterende olie wordt eruit gepompt. Gebruik een injectiespuit van 20 cc in de service waar ik een vervangende spuit vervang. Na het aftappen van de olie is het vereist om 3-4 injectiespuiten eruit te pompen, d.w.z. ongeveer 60-80 ml olie.
http://forum.skoda-club.ru/viewtopic.php?t=36594p=1445436Dacron - dus in de Verenigde Staten noemde hij de speciale kunstmatige harding van polyesterweefsel, verkregen door verwerking van het olievoedingsmateriaal in de natuur zelf. In een aantal andere landen kreeg hetzelfde materiaal andere namen, bijvoorbeeld de Franse meesters die hem de bijnaam terrarium, Japans - tetorone en Russisch - lavsan gaven, wat overeenkomt met de laboratoriumafkorting van de plaats van 'oorsprong' van dit textielidee.
Opgemerkt moet worden dat een van de karakteristieke kenmerken van het Dacron canvas de veelzijdigheid van de productie is, namelijk dat het, naast de onmiddellijke 100% -versie, perfect kan worden gecombineerd met andere soorten vezels, zoals wol, vlas, viscose en een aantal andere draden. In veel opzichten heeft Dacron overeenkomsten met nylon, bijvoorbeeld in termen van superkracht, maar in de vertraging en afstoting van vocht verliest laatstgenoemde het. Bovendien ondergaat de dacron-stof tijdens de behandeling een hoge temperatuurverwarming, waardoor het oppervlak niet alleen perfect uitgelijnd is, maar ook de mogelijkheid krijgt om geen luchtstromen door zichzelf te laten stromen, maar ook om de vorm te behouden zonder deze te veranderen, zelfs na veelvuldig wassen.
Overigens zal het gemakkelijk zijn om zorg te dragen voor dergelijk materiaal: de temperatuurparameter van wassen wordt geadviseerd om te kiezen, zoals gebruikelijk niet hoger dan 40 ° C, en tijdens het strijken moet je het ding ontbinden zoals het er in eerste instantie zou moeten uitzien (dit gaat over plooien, indien aanwezig) Dit zal helpen om het model van een bepaald product beter te fixeren.
Grondstoffen van Dacron (lavsan) zijn op veel gebieden onmisbaar geworden. Bijvoorbeeld, in de zeilwereld heeft hij geen gelijke, ook worden uitstekende touwen en bovenkleding verkregen. Zelfs in de gecombineerde versie speelt Dacron een grote rol bij het maken van tapijten, gordijnen en niet-natuurlijke vachten. Dit is de beste keuze voor liefhebbers van actief comfort.
Ik kocht mijn zoon een kostuum voor een fizra van Dacron. Het wordt gewist onder normale omstandigheden, niet bang om te verliezen. En als het goed is om rond te hangen, hoef je het later niet te strijken. Maar ik streel nog steeds). Ik ben niet zo'n slechte gastvrouw.
Praktische stof, mijn man en ik hebben een trainingspak. Dacron is gemakkelijk gewist, we dragen onze pakken voor het tweede jaar, als nieuw, niet versleten, geen pellets. Ik wil hieraan toevoegen dat de prijs aangenaam verrast was. Ik weet zeker dat dit materiaal ons nog lang van dienst zal zijn. Ik adviseer.
In mijn jeugd al ver weg had ik een lichtgrijs dacronpak. Ik keek hem aan op 100. Ik herinner het me nog steeds met warmte en liefde, voor mezelf, mijn liefde.
Trainingspakken van deze stof zijn onvervangbaar. Serveer lang en bied comfort in slechte weersomstandigheden. Ze is over het algemeen een van mijn favorieten, en met behulp van dit artikel kon ik meer over haar leren.
En weet je, het lijkt mij dat dit materiaal nog steeds synthetisch is, en in de zomer, warm weer, zal het gewoon bakken. Ik heb een negatieve houding tegenover synthetische materialen en koop altijd kleding van natuurlijke materialen (katoen, linnen, wol)
Super doek! Bij alle familieleden gekocht, nu raad ik alle vrienden aan!
En als het geen geheim is, waarom heb je zo'n stof voor alle familieleden gekocht? of je hebt thuis een speciaal uniform)))) 'lacht)))
Dacron-geweldige stof! Heb mijn zoon een half jaar geleden een trainingspak gekocht! Nog steeds draagt, het pak is niet versleten! Wasbaar zeer gemakkelijk. En het belangrijkste is dat mijn zoon en ik het leuk vinden, dus ik raad iedereen deze stof aan)
Bedankt voor de waardevolle informatie over deze stof, ik hou er heel veel van en draag het vaak - supersterkte. Bijzonder interessant waren de verschillende namen, afhankelijk van het land waarin het wordt geproduceerd. Ik ben in verschillende steden en landen, en het zou leuk zijn om te weten wat ik de verkoper moet vragen)
op zoek naar een dacron-doek van lichtblauw
Hier is het absoluut niet, bel de winkels))
Goede stof, ik heb er een trainingspak van gemaakt, comfortabel, het is comfortabel om erin te rennen, het zit perfect op de figuur en de stof maakt niet goed na het wassen.
Elke dag horen we steeds vaker het woord 'acryl': mannen leren over dit materiaal in bouwmarkten en vrouwen leren erover in schoonheidssalons. Wat is de veelzijdigheid van dit ongewone materiaal, dat kan worden gebruikt in cosmetische procedures en in de bouw van gebouwen of renovatie van appartementen?
Acryl is een tweecomponentenmateriaal bestaande uit acrylhars (op waterbasis) en mineraal poeder. Acryl wordt veel gebruikt in architectuur, douches, gelamineerde panelen, voor ramen, baden en aquaria. Net als glas is acryl transparant, dus wordt het gebruikt voor deuren en ramen. En om baden te maken, wordt een kleine hoeveelheid verf toegevoegd aan acryl (meestal witte verf, natuurlijk wordt verf toegevoegd en andere kleuren).
Om een bad te maken, moet je een heel vel acryl gebruiken, dat in een vacuümkamer wordt geplaatst, wordt verwarmd en dan is het bad gemaakt van de benodigde grootte en vorm. De resulterende blanco voor het bad is bekleed met epoxyhars die glasvezel bevat. Dit proces lijkt sterk op het toepassen van een cast op een gebroken arm of been. Voor de productie van baden gebruikt acrylplaat met een dikte van 4 tot 8 millimeter. Als je een dunnere laag acryl gebruikt, zal het bad minder duurzaam zijn - één diepe kras volstaat en het bad wordt verwend. Alleen gewetenloze fabrikanten voor de fabricage van baden gebruiken een vel acryl dat dunner is dan 4 millimeter, dus als u een acrylbad koopt, let dan speciaal op de fabrikant die dit product heeft gemaakt.
Aangezien acrylproductie een vrij nieuwe technologische ontwikkeling is, wordt het beschouwd als een milieuvriendelijke productie. Acryl is een zeer duurzaam materiaal dat je vrij lang blijft gebruiken. Een van de belangrijkste voordelen van het materiaal is de slagvastheid. Als u een douchecabine hebt gekocht met een transparante acryldeur en u valt er per ongeluk op - de deur zal niet breken, in tegenstelling tot glas. Acryl is veel lichter dan glas. Als je zelfs besluit de knuppel met een acryldeur te slaan, zal deze niet breken, maar gewoon opzij stuiteren en niet breken.
Veel mensen vragen: acryl is een chemisch materiaal, wat zal er gebeuren als er brand is? Acryl is een brandwerend materiaal dat niet druipt als er brand ontstaat, niet rookt als eenvoudig plastic tijdens het ontsteken.
Ook heeft acryl warmte-behoudende eigenschappen, in acrylbaden behoudt water een behoorlijk lange tijd warmte. Acrylmateriaal is bestand tegen temperaturen van - 30 graden en tot 160 graden hitte. Acryl verandert in de loop van de tijd niet van kleur, lijkt niet geel en vertoont geen scheuren. Het belangrijkste kenmerk van dit materiaal is dat het absoluut elke vorm kan krijgen. Deze eigenschap van het materiaal maakte het mogelijk om een innovatieve sprong te maken in de productie van baden in verschillende vormen en maten, die vierkant kunnen zijn, met dunne reliëflijnen, ovaal, rond of driehoekig.
Acryl is een zeer geschikt materiaal voor de productie van baden, omdat er op het oppervlak ervan geen poriën zijn waarin microben, schimmels en verschillende bacteriën zich in de toekomst zullen verzamelen. Acryl is heel gemakkelijk schoon te maken, een kras die verschijnt, kan gemakkelijk worden geschuurd en de badkuip ziet er weer als nieuw uit. Het oppervlak van acrylbaden is glanzend, maar na verloop van tijd kan de glans verdwijnen. Het is gemakkelijk terug te brengen als u het oppervlak van het bad polijst.
Daarom is acryl niet-toxisch, milieuvriendelijk, vlamvertragend en zeer gebruiksvriendelijk materiaal.
Elke dag horen we steeds vaker het woord 'acryl': mannen leren over dit materiaal in bouwmarkten en vrouwen leren erover in schoonheidssalons. Wat is de veelzijdigheid van dit ongewone materiaal, dat kan worden gebruikt in cosmetische procedures en in de bouw van gebouwen of renovatie van appartementen?
Acryl is een tweecomponentenmateriaal bestaande uit acrylhars (op waterbasis) en mineraal poeder. Acryl wordt veel gebruikt in architectuur, douches, gelamineerde panelen, voor ramen, baden en aquaria. Net als glas is acryl transparant, dus wordt het gebruikt voor deuren en ramen. En om baden te maken, wordt een kleine hoeveelheid verf toegevoegd aan acryl (meestal witte verf, natuurlijk wordt verf toegevoegd en andere kleuren).
Om een bad te maken, moet je een heel vel acryl gebruiken, dat in een vacuümkamer wordt geplaatst, wordt verwarmd en dan is het bad gemaakt van de benodigde grootte en vorm. De resulterende blanco voor het bad is bekleed met epoxyhars die glasvezel bevat. Dit proces lijkt sterk op het toepassen van een cast op een gebroken arm of been. Voor de productie van baden gebruikt acrylplaat met een dikte van 4 tot 8 millimeter. Als je een dunnere laag acryl gebruikt, zal het bad minder duurzaam zijn - één diepe kras volstaat en het bad wordt verwend. Alleen gewetenloze fabrikanten voor de fabricage van baden gebruiken een vel acryl dat dunner is dan 4 millimeter, dus als u een acrylbad koopt, let dan speciaal op de fabrikant die dit product heeft gemaakt.
Aangezien acrylproductie een vrij nieuwe technologische ontwikkeling is, wordt het beschouwd als een milieuvriendelijke productie. Acryl is een zeer duurzaam materiaal dat je vrij lang blijft gebruiken. Een van de belangrijkste voordelen van het materiaal is de slagvastheid. Als u een douchecabine hebt gekocht met een transparante acryldeur en u valt er per ongeluk op - de deur zal niet breken, in tegenstelling tot glas. Acryl is veel lichter dan glas. Als je zelfs besluit de knuppel met een acryldeur te slaan, zal deze niet breken, maar gewoon opzij stuiteren en niet breken.
Veel mensen vragen: acryl is een chemisch materiaal, wat zal er gebeuren als er brand is? Acryl is een brandwerend materiaal dat niet druipt als er brand ontstaat, niet rookt als eenvoudig plastic tijdens het ontsteken.
Ook heeft acryl warmte-behoudende eigenschappen, in acrylbaden behoudt water een behoorlijk lange tijd warmte. Acrylmateriaal is bestand tegen temperaturen van - 30 graden en tot 160 graden hitte. Acryl verandert in de loop van de tijd niet van kleur, lijkt niet geel en vertoont geen scheuren. Het belangrijkste kenmerk van dit materiaal is dat het absoluut elke vorm kan krijgen. Deze eigenschap van het materiaal maakte het mogelijk om een innovatieve sprong te maken in de productie van baden in verschillende vormen en maten, die vierkant kunnen zijn, met dunne reliëflijnen, ovaal, rond of driehoekig.
Acryl is een zeer geschikt materiaal voor de productie van baden, omdat er op het oppervlak ervan geen poriën zijn waarin microben, schimmels en verschillende bacteriën zich in de toekomst zullen verzamelen. Acryl is heel gemakkelijk schoon te maken, een kras die verschijnt, kan gemakkelijk worden geschuurd en de badkuip ziet er weer als nieuw uit. Het oppervlak van acrylbaden is glanzend, maar na verloop van tijd kan de glans verdwijnen. Het is gemakkelijk terug te brengen als u het oppervlak van het bad polijst.
Daarom is acryl niet-toxisch, milieuvriendelijk, vlamvertragend en zeer gebruiksvriendelijk materiaal.
http://www.mega-santehnika.ru/akril-ehto-chto-takoeAcrylglas wordt gekenmerkt door eigenschappen als:
Al deze eigenschappen hebben de snelle ontwikkeling van technologieën bij de productie van organisch glas en het wijdverspreide gebruik ervan beïnvloed.
Net als acrylglas is polycarbonaat een transparant materiaal met een aanzienlijk hogere viscositeit en elasticiteit en als gevolg daarvan de grootste slagvastheid. In termen van mechanische eigenschappen, polycarbonaat heeft geen gelijke onder vergelijkbare materialen.
De overeenkomsten en verschillen van deze twee materialen voldoen aan meerdere toepassingsgebieden:
Architectuur en constructie
Gegoten beplating, beglazing (venster en dakbedekking), verschillende soorten beschermende hekken en luifels.
Beglazing van serres, serres, serres, patio's en serres.
Ladderontwerpen, borstweringen, vensterbanken, scheidingswanden, gestoomd, planken, vitrines, aquaria, enz.
Verlichting en verlichte reclame
Verlichtingshoezen, lichtbakken en letters.
Geneesmiddelen en laboratoriumapparatuur
Douches, badkuipen, etc.
Beschermende hoezen voor uitrusting, beglazing van vliegtuigen, land- en watervoertuigen.
Transparant of doorschijnend (kleurloos of gekleurd) thermoplastisch derivaat van acrylharsen. Het hoofdbestanddeel in zijn samenstelling is PMMA, in zijn pure vorm bestaande uit drie chemische elementen - koolstof, waterstof en zuurstof. Polymethylmethacrylaat wordt geproduceerd door stapsgewijze polymerisatie en polycondensatie van methylmethacrylaatmonomeer. In het proces van polymerisatie worden de monomeermoleculen gebonden in een "gigantisch" polymeermolecuul, dat een plastic is. Een PMMA-molecuul is een polymeerketen die lineair, vertakt en ook georganiseerd kan zijn in een driedimensionaal netwerk.
In de groep polymeren verwijst polymethylmethacrylaat naar thermoplasten. Thermoplasten worden gekenmerkt door het feit dat ze bij kamertemperatuur zacht of hard plastic zijn en uit lineaire of vertakte macromoleculen bestaan. Bij verhitting worden thermoplasten week om te vloeien en na afkoeling harden ze opnieuw uit. De polymeren van deze smeltgroep zijn plastisch vervormbaar en oplosbaar. Amorfe thermoplasten worden gekenmerkt door een volledig onregelmatige kettingstructuur (de structuur van een wattenstaafje). Naast amorf heeft een gedeeltelijk kristallijn thermoplast een gekristalliseerd gebied waarin lineaire moleculen parallel zijn gerangschikt.
Lineair carbonisch polyester. Dit materiaal is een ongebruikelijke combinatie van hoge hittebestendigheid, hoge taaiheid en transparantie. De eigenschappen veranderen weinig bij toenemende temperatuur. Lage temperatuur eigenschappen zijn ook uitstekend. De weerstand tegen scheuren en de verspreiding ervan is zeer hoog. Dit materiaal heeft ook een hoge duurzaamheid bij het doordrukken.
PC is bestand tegen verdunde zuren, maar niet bestand tegen alkaliën en basen. Bestand tegen alifatische koolwaterstoffen, alcoholen, detergenten, oliën en vetten, oplosbaar in gechloreerde koolwaterstoffen (methyleenchloride), gedeeltelijk oplosbaar in aromatische koolwaterstoffen, ketonen en esters. Deze stoffen werken als kraakmiddelen wanneer de temperatuur stijgt. Polycarbonaat is zeer goed doorlaatbaar voor gas en waterdamp. Een opvallend kenmerk van polycarbonaat is de vormvastheid. Zelfs bij hoge temperaturen geeft dit materiaal minimale krimp. Houd bij het gebruik van een pc ook rekening met de instabiliteit ervan voor blootstelling aan UV-straling. Materiaal dat geen speciale bescherming biedt, is vatbaar voor vergeling en dientengevolge schending van optische eigenschappen.
Kwaliteiten - voor- en nadelen
De eigenschappen van acrylglas maken het een veelzijdig materiaal, waarvan de mogelijkheden veel verder reiken dan de algemeen aanvaarde toepassingsgebieden. Het gebrek aan eigen kleur en transparantie biedt de mogelijkheid om hoge transparantie te bieden (slechts 8% van het invallende licht wordt gereflecteerd en 92% van het materiaal wordt overgeslagen). Opgemerkt moet worden dat silicaatglas minder licht doorlaat. In gevallen waar hoge, lichte transmissie ongewenst is, kunt u wit of geverfd materiaal gebruiken.
De afwezigheid van optische vervorming biedt de mogelijkheid om organisch glas te gebruiken bij de vervaardiging van contactlenzen en het beglazen van luchttransport. In deze gevallen wordt polycarbonaat voornamelijk gebruikt vanwege zijn hoge treksterkte en extra weerstand tegen de vorming van fragmenten. Bovendien is acrylglas zeer goed bestand tegen veroudering en de effecten van atmosferische factoren. De mechanische en optische eigenschappen veranderen niet op een merkbare manier tijdens langdurige weersomstandigheden. PMMA is UV-bestendig en vereist geen speciale bescherming. PC's met langdurige blootstelling aan ultraviolette stralen hebben de neiging om te vergelen, dus het is nodig om aan één kant van het plaatmateriaal een speciale beschermende laklaag aan te brengen, die wordt uitgevoerd op het moment van productie door middel van co-extrusie. Het is deze kant met een UV-bestendige coating die moet worden blootgesteld aan een ongewenste factor, en niet het tegenovergestelde.
Acrylglas kan machinaal worden bewerkt en heet worden gegoten.
Bij het verwerken van acrylglas moeten de volgende kenmerken in overweging worden genomen:
Vanuit het oogpunt van ecologie is organisch glas absoluut veilig.
Producten van acrylglas worden onderverdeeld in twee hoofdgroepen, afhankelijk van de productiemethode - gieten en extrusie. De manier waarop het product wordt geproduceerd, beïnvloedt het gedrag van het materiaal tijdens de werking aanzienlijk.
In dit geval, omdat de gebruikte formulieren glasbladen van de gewenste grootte aan elkaar zijn bevestigd. PMMA wordt gegoten tussen de platen en uitgehard tijdens het polymerisatieproces. Vanwege het feit dat het glasoppervlak glad is en geen poriën heeft, evenals vanwege verschillen in de coëfficiënten van lineaire thermische uitzetting van de twee materialen, kan de afgewerkte PMMA-plaat gemakkelijk worden gescheiden en kan de glasvorm opnieuw worden gebruikt. Producten met holle ruimtes kunnen worden verkregen door centrifugaal gieten. In dit geval wordt vloeibaar PMMA gegoten in roterende buizen, verdeeld door middel van centrifugaalkracht langs de wanden en hardt uit op het oppervlak van de mal.
Omdat het bovengenoemde proces erg omslachtig en tijdrovend is, werd een continu extrusieproces voorgesteld, dat een kosteneffectief alternatief is. Het polymeer in een granulaire toestand wordt geladen in een extruder, waar het wordt verhit tot een viskeuze vloeistoftoestand en vervolgens geëxtrudeerd door een extrusiematrijs. De uiteindelijke dikte van het eindproduct is afhankelijk van de grootte van de opening. Deze methode produceert "eindeloze" profielen, buizen en vellen (zowel compact als meerdelig).
Producten die op verschillende manieren zijn geproduceerd, verschillen in mechanische eigenschappen, maatvastheid met temperatuurverschillen, bestendigheid tegen scheuren als gevolg van interne stress, en ook in oppervlaktekwaliteit. Het oppervlak van geëxtrudeerd acrylglas kan verschillen van gieten als gevolg van extrusieovertredingen. Zo heeft gesmolten organisch glas een hogere kwaliteit. Om deze reden is alle sanitaire uitrusting volgens de CEN-norm gemaakt van gegoten materiaal.
Zoals hierboven vermeld, kunnen producten gemaakt van acrylglas op twee manieren worden gemaakt, die worden geselecteerd afhankelijk van het gewenste eindproduct. Compacte vellen PMMA worden zowel door gieten als door extrusie geproduceerd. Hoewel geëxtrudeerd acrylglas beperkt in dikte is (min. 2 mm, max. 20 mm), kan het gegoten materiaal worden geproduceerd als een kleine dikte (1 mm) en vrij massief. Geëxtrudeerd materiaal is verkrijgbaar in 2 m breedte en 3 m lengte Verschillende standaardmaten van gegoten acrylglas zijn te vinden in de catalogi van de fabrikant.
PMMA-buizen zijn verkrijgbaar in zowel geëxtrudeerde als gegoten (centrifugaalgiet) versies. De minimale buitendiameter van geëxtrudeerde buizen is 5 mm bij een wanddikte van 1 mm, terwijl gegoten buizen slechts 25 mm in diameter zijn met wanden die verdikt zijn vanaf 2 mm.
http://www.yusto.ru/stati/akrilovoe-steklo-i-polikarbonat-chto-eto-takoe/Iedereen weet dat elke auto bestaat uit knopen, eenheden en onderdelen. LCP - autolakwerk - kan niet worden toegeschreven aan een van de bovenstaande categorieën. LPC is een integraal onderdeel van het lichaam, dat in feite een van de belangrijkste onderdelen van de auto is. Het is van het geverfde lichaam, zet het op de hoofdassemblagelijn, de montage van de auto begint. En als er een productiefout wordt aangetroffen in het lichaamsschilderwerk, wordt het lichaam zelf als defect beschouwd.
Het gebruik van verfcoatings is nog steeds een van de meest voorkomende en effectieve manieren om metaal te beschermen tegen corrosie. Dit is het hoofddoel. Bovendien beschermt het metaaloppervlak van de auto tegen corrosieve schade, schilderwerk de auto een esthetische uitstraling en is het een onderdeel van de inrichting van de auto. Een van de belangrijkste criteria voor de effectiviteit van het LCP is de duurzaamheid, d.w.z. het vermogen om hun beschermende eigenschappen tot de limiet te handhaven.
Meestal is het lakwerk op de carrosserie een meerlaagse coating en bestaat het uit toplagen, tussenlagen en primerlagen. Dit wordt het LPC-systeem genoemd. Elke laag van het systeem (of het nu gaat om vernis, verf, email, stopverf of primer) is ontworpen om een specifieke functie uit te voeren.
En hoe goed de lagen in het LPC-systeem worden gecombineerd, hangt af van de levensduur als geheel. Indien de verenigbaarheid van de verfbekledingslagen niet bevredigend is, kunnen dergelijke soorten beschadigingen, zoals schilferen, blaarvorming, scheuren, zelfs met een levensduur, optreden, hetgeen corrosieschade veroorzaakt en de levensduur van de bekleding aanzienlijk wordt verminderd.
Volgens statistieken is de kwaliteit van de oppervlaktevoorbereiding voor het verven van het lichaam van invloed op de levensduur van lakmaterialen in 70% van de gevallen, bij 15% de correctheid van de keuze van laksystemen, bij 10% overeenstemming met de technologie voor het vormen van lakwerk en slechts 5% de kwaliteit van het lakwerk geselecteerd om te dekken.
Verfcoatings worden gevormd door filmvorming (uitharden of drogen) van verf aangebracht op het oppervlak van de carrosserie of op een substraat. Verven en vernissen kunnen op hun beurt worden gevarieerd en verschillen zowel in chemische aard als in de samenstelling van de filmvormer.
Volgens de geaccepteerde GOST 9825 worden verfbewerkingsmaterialen bepaald door het type en type filmvormer en door hun primair gebruik. De chemische samenstelling van het schilderwerk wordt ingedeeld in groepen.
Afhankelijk van de toepassing en het doel kunnen verf- en lakcoatings zijn: conserverend, hittebestendig, chemisch bestendig, benzo, water, atmosferisch, oliebestendig en ook voor speciale doeleinden (bijvoorbeeld bedoeld om de onderwaterschepen van zeeschepen te beschilderen). In uiterlijk (de aanwezigheid van defecten, de golving van het oppervlak, de mate van glans) worden verfcoatings onderverdeeld in 7 verschillende categorieën.
De populariteit van anticorrosieve bescherming met lakcoatings is ook te danken aan het feit dat, bij het kiezen ervan, er altijd verschillende opties zijn voor het coatingschema, afhankelijk van de produceerbaarheid, operationele en economische kenmerken van het lakwerk waarmee u de optimale combinatie kunt vinden. Het optimale gebruik van schilderwerk is alleen mogelijk met een grondig inzicht in en overweging van alle mechanische en chemisch-fysische verschijnselen die optreden in het verfsysteem, zowel bij ontvangst als gedurende de levensduur van verfcoatings. Dit zal u helpen alleen professionals te begrijpen - expert paintwork. Kies de beste combinatie voor anticorrosiebescherming van uw carrosserie - in hun onmiddellijke competentie.
Onlangs is de technologie ver vooruitgeschoven en is het aantal manieren om het lakwerk van de auto te beschermen toegenomen. Veel luxeklasse-auto's die al in de fabriek aanwezig zijn, zijn bijvoorbeeld bedekt met een bijzonder duurzame en bestand tegen externe invloeden van nano-keramische vernis. In het geval van schade aan een dergelijke lak, is het veel moeilijker en langer om ermee te werken, een uniek eentraps polijstsysteem kan het polijsten van nanokeramische lakken aanzienlijk vergemakkelijken.
Als uw auto niet tot dit segment behoort, doet het er niet toe. Het schilderwerk kan tot 1 jaar of langer worden beschermd en als u naar Europa of het buitenland gaat en daar de auto bestuurt, neemt de tijd die nodig is om de bescherming te behouden met 2-3 toe (afhankelijk van de staat van de wegen die worden gebruikt in de wasstraten in uw chemiegebied) weersomstandigheden). Bescherming wordt toegepast op het autolakwerk, verchroomde oppervlakken en geverfde kunststof en is een samenstelling die na toepassing een moleculaire binding aangaat met de oppervlaktemoleculen waarop het is aangebracht, en vormt samen met hen een sterk moleculair rooster, qua uiterlijk lijkt op het moleculaire rooster van Mercedes nanokeramische vernissen. benz.
Als u uw auto wilt beschermen, neem dan contact op met ons bedrijf "Mobiklin" door te bellen naar (8452) 77-57-97, of raadpleeg onze experts op de site.
http://mobiclean.ru/stati/polirovka/chto-takoe-lkpAluminium zelf onder normale atmosferische omstandigheden is bedekt met een oxidefilm. Dit is een natuurlijk proces onder invloed van zuurstof. Het is praktisch onmogelijk om het te gebruiken, omdat de film te dun is, bijna virtueel. Maar het werd opgemerkt dat het enkele opmerkelijke eigenschappen bezit die geïnteresseerde ingenieurs en wetenschappers. Later konden ze geanodiseerd aluminium op chemische wijze produceren.
De oxidelaag is harder dan aluminium zelf en beschermt hem daarom tegen externe invloeden. De slijtvastheid van aluminium onderdelen met een oxidefilm is veel hoger. Bovendien zijn organische kleurstoffen veel beter geplaatst op het gecoate oppervlak, daarom heeft het een meer poreuze structuur, die de hechting verhoogt. En het is erg belangrijk voor producten met de daaropvolgende decoratieve verwerking.
Aldus leidden engineeringstudies en experimenten tot de uitvinding van de methode van elektrochemische vorming van een oxidefilm op het oppervlak van aluminium en zijn legeringen, die de anodische oxidatie van aluminium werd genoemd, is het antwoord op de vraag "wat is anodiseren".
Geanodiseerd aluminium wordt zeer veel gebruikt op verschillende gebieden. Fournituren met decoratieve coatings, metalen raam- en deurkozijnen, delen van zeeschepen en onderwatervoertuigen, luchtvaartindustrie, keukengerei, auto-tuning, bouwproducten van aluminium zijn geen volledige lijst.
Hoe aluminium te anodiseren? Anodiseren is een proces waarbij een laag oxidefilm wordt geproduceerd op het oppervlak van een aluminiumdeel. In het elektrochemische proces speelt het te coaten gedeelte de rol van een anode, daarom wordt het proces anodiseren genoemd. De meest gebruikelijke en eenvoudigste methode is in verdund zwavelzuur onder invloed van een elektrische stroom. De concentratie van het zuur is tot 20%, het gelijkstroomvermogen is 1,0 - 2,5 A / dm2, de wisselstroom is 3,0 A / dm2, de temperatuur van de oplossing is 20 - 22 ° C.
Als er eenmaal een anode is, moet er een kathode zijn. In een speciaal galvanisch bad, waar het anodisatieproces plaatsvindt, worden de details van de anodes in het midden gefixeerd of opgehangen. Kathodes worden langs de randen van de badplaten van lood of chemisch zuiver aluminium geplaatst en het oppervlak van de anodes moet ruwweg overeenkomen met het gebied van de kathoden. Tussen de kathoden en anoden moet er noodzakelijkerwijs een vrije, vrij brede elektrolytlaag zijn.
De hangers waarop de gecoate delen zijn bevestigd, zijn bij voorkeur gemaakt van hetzelfde materiaal waaruit de anodes zijn gemaakt. Het is niet altijd mogelijk, daarom zijn aluminium of duraluminiumlegeringen toegestaan. In de plaatsen van bevestiging van de anodes moet worden gezorgd voor een goed contact. Montages blijven onbedekt, dus voor decoratieve producten moeten deze plaatsen worden geselecteerd en in het proces worden onderhandeld. De suspensies worden niet verwijderd tijdens het wassen en het daaropvolgende chromateren, ze blijven op de details tot het einde van het hele proces.
De tijd is afhankelijk van de grootte van de afgedekte delen. Kleintjes ontvangen al in 15-20 minuten een laag van 4-5 micron films en grotere exemplaren hangen maximaal 1 uur in het bad.
Na verwijdering uit het anodebad worden de delen gewassen met stromend water, vervolgens geneutraliseerd in een afzonderlijk bad met een 5% ammoniakoplossing en opnieuw gewassen in kraanwater.
De film wordt duurzamer als u aanvullende nabewerking uitvoert. Dit kan het beste worden gedaan in een oplossing van kaliumbichromaat (chroompiek) met een concentratie van ongeveer 40 g / l bij een temperatuur van ongeveer 95 ° C gedurende 10-30 minuten. Details aan het einde krijgen de originele groenachtig gele tint. Aldus wordt anodische corrosiebescherming bereikt.
Er zijn andere elektrolyten voor het produceren van een oxidefilm op aluminium, de fundamenten van het anodisatieproces blijven hetzelfde, alleen de huidige modi, de procestijd en de coating-eigenschappen veranderen.
Geanodiseerd aluminium profiel wordt gebruikt voor de productie van geventileerde gevels, installatietrappen, leuningen. Beschermfolie beschermt niet alleen het metaal zelf, maar ook uw handen tegen het grijze aluminiumstof. Vrouwen zullen geïnteresseerd zijn om te weten dat de aluminium breinaalden ook anodiseren, zodat de handvatten van de craftswomen niet vies worden. Maar bij de constructie van geanodiseerd aluminium is het gebruikt.
Het anodiseren van een aluminiumprofiel wordt gebruikt bij het installeren van scharnierende geventileerde gevels in sterk corrosieve omgevingen. Zeer agressieve omgevingen zijn kustgebieden (vanwege een hoog zoutgehalte in de lucht) of gebieden in de buurt van fabrieken. Steden van een miljoen mensen hebben zelden een zeer agressieve omgeving, vaak een middelmatige agressieve. Het toekennen van een klasse van agressiviteit vindt plaats op het niveau van speciale diensten van het sanitaire epidemiologische toezicht in coördinatie met het stadsbestuur - het is noodzakelijk om naar hen te zoeken in hun resoluties.
Een ander belangrijk voordeel is de kleuring van het geanodiseerde oppervlak. Dit is waarschijnlijk het belangrijkste voordeel van het beschreven proces. De mogelijkheid van decoratieve verwerking van gefabriceerde aluminiumproducten verscheen, wat onmiddellijk leidde tot een grote verspreiding van het gebruik ervan.
De hoge slijtvastheid van de anodische film droeg bij tot een toename van het gehalte aan geanodiseerde aluminium onderdelen in het totale volume van scheepsbouw- en vliegtuigbouwbedrijven.
De gevels van veel Olympische faciliteiten in Sochi zijn gemaakt met behulp van de Geventileerde Gevel-technologie op geanodiseerde aluminium systemen.
http://bazafasada.ru/fasad-zdanij/anodirovanie-alyuminiya.htmlLevon B. Piotrovsky,
Onderzoeksinstituut voor Experimentele Geneeskunde SZO RAMS, St. Petersburg
Evgeny Kats,
University. Ben-Gurion in de Negev, Israël
"Ecologie en leven" №8, №9 2010
De natuur is continu en elke definitie vereist het vaststellen van een aantal grenzen. Daarom is de bewoording van definities een nogal ondankbare taak. Desalniettemin moet dit worden gedaan, aangezien een duidelijke definitie het mogelijk maakt om het ene verschijnsel van het andere te scheiden, om significante verschillen tussen hen te onthullen en zo de verschijnselen zelf dieper te begrijpen. Daarom is het doel van dit essay een poging om de betekenis van de hedendaagse mode-termen te begrijpen met het voorvoegsel "nano" (van het Griekse woord "dwerg") - "nanowetenschap", "nanotechnologie", "nano-object", "nanomateriaal".
Ondanks het feit dat deze kwesties met verschillende diepten herhaaldelijk werden besproken in speciale en populaire wetenschappelijke literatuur, tonen analyse van literatuur en persoonlijke ervaring dat tot nu toe in brede wetenschappelijke kringen, om maar te zwijgen van onwetenschappelijk, er geen duidelijk begrip is van hoe het probleem zelf is en definities. Daarom zullen we proberen alle bovenstaande termen te definiëren, waarbij de aandacht van de lezer wordt gevestigd op de betekenis van het basisconcept van "nano-object". We nodigen de lezer uit om samen na te denken of er iets fundamenteel onderscheidende nano-objecten zijn van hun grotere en kleinere 'broeders' die de wereld om ons heen 'bewonen'. Bovendien nodigen we hem uit deel te nemen aan een reeks gedachte-experimenten over het ontwerp van nanostructuren en hun synthese. We zullen ook proberen aan te tonen dat het in het interval op nanoschaal is dat de aard van fysieke en chemische interacties verandert, en dit gebeurt precies op hetzelfde deel van de dimensionale schaal waar de grens tussen levende en levenloze natuur passeert.
Maar eerst, waar komt dit allemaal vandaan, waarom is het voorvoegsel "nano" geïntroduceerd, dat bepalend is voor het classificeren van materialen als nanostructuren, waarom nanowetenschap en nanotechnologie opvallen in afzonderlijke gebieden, wat houdt deze selectie in (en betekent dit) betrekking op echt wetenschappelijke grondslagen?
Dit is een voorvoegsel waaruit blijkt dat de beginwaarde een miljard keer moet worden verlaagd, dat wil zeggen gedeeld door één met negen nullen - 1.000.000.000. Bijvoorbeeld, 1 nanometer is een miljardste deel van een meter (1 nm = 10-9 m). Stel je voor hoe klein 1 nm is, laten we het volgende gedachte-experiment doen (figuur 1). Als we de diameter van onze planeet (12 750 km = 12,75 × 10 6 m × 10 7 m) 100 miljoen (10 8) keer verkleinen, krijgen we ongeveer 10 -1 m. Dit is een afmeting die ongeveer gelijk is aan de diameter van een voetbal (standaard De diameter van een voetbal is 22 cm, maar op onze schaal is dit verschil niet significant, voor ons 2.2 × 10 -1 m ≈ 10 -1 m). Laten we nu de diameter van een voetbal in dezelfde 100 miljoen (10 8) keer verkleinen, en nu krijgen we een nanodeeltjesgrootte gelijk aan 1 nm (ongeveer de diameter van het koolstofmolecuul van fullereen C60, in dezelfde vorm als een voetbal - zie fig. 1).
Het is opmerkelijk dat het voorvoegsel "nano" lange tijd in de wetenschappelijke literatuur werd gebruikt, maar verre van nano-objecten te benoemen. In het bijzonder voor objecten waarvan de omvang miljarden keren groter is dan 1 nm - in de terminologie van dinosaurussen. Nanotyranosaurussen (nanotyrranus) en nanosaurussen (nanosaurus) worden dwergdinosaurussen genoemd, waarvan de afmetingen respectievelijk 5 en 1,3 m zijn. Maar ze zijn echt "dwergen" in vergelijking met andere dinosaurussen, waarvan de afmetingen groter zijn dan 10 m (tot 50 m), en hun gewicht kan bereik 30-40 ton en meer. Dit voorbeeld benadrukt dat het voorvoegsel "nano" zelf geen fysieke betekenis heeft, maar alleen de schaal aangeeft.
Maar nu met de hulp van dit apparaat duiden ze een nieuw tijdperk in de ontwikkeling van technologieën aan, soms de vierde industriële revolutie genoemd, het tijdperk van de nanotechnologie.
Er wordt vaak gedacht dat het begin van het nanotechnologietijdperk in 1959 werd gelegd door Richard Feynman in de lezing "Er is genoeg ruimte aan de onderkant" ("Er is veel ruimte daar beneden"). Het belangrijkste postulaat van deze lezing was dat vanuit het oogpunt van de fundamentele wetten van de fysica, de auteur geen belemmeringen ziet voor het werken op moleculair en atomair niveau, het manipuleren van individuele atomen of moleculen. Feynman zei dat je met behulp van bepaalde apparaten nog kleinere apparaten kunt maken, die op hun beurt nog kleinere apparaten kunnen maken, enzovoort tot op atomair niveau, d.w.z. met de juiste technologieën kunnen individuele atomen worden gemanipuleerd.
In alle eerlijkheid moet echter worden opgemerkt dat Feynman niet de eerste was die het uitvond. In het bijzonder werd het idee om achtereenvolgens afnemende manipulators te creëren reeds in 1931 uitgedrukt door de schrijver Boris Zhitkov in zijn fantastische verhaal Mikoruki. We kunnen niet nalaten om kleine citaten uit dit verhaal te citeren om de lezer de meeste waardering te geven voor het inzicht van de schrijver:
"Ik heb lang gekeken en dit is wat ik bedacht heb: ik zal kleine handjes maken, een exacte kopie van mij - laat ze minstens twintig, dertig keer kleiner zijn, maar ze zullen flexibele vingers hebben zoals de mijne, ze zullen zich in een vuist balnen, ontbinden, worden in dezelfde posities als mijn levende handen. En ik heb ze gemaakt.
Maar opeens trof een gedachte me: ik kan tenslotte micro-handen maken op mijn kleine handjes. Ik kan dezelfde handschoenen voor hen maken als voor mijn levende handen, met hetzelfde systeem om ze te verbinden met handgrepen die tien keer kleiner zijn dan mijn micro-handen en dan. Ik zal echte micro-handen hebben, tweehonderd keer al zullen ze mijn bewegingen ondiepen. Met deze handen zal ik in zo'n klein ding van het leven breken dat ik alleen heb gezien, maar waar niemand anders zichzelf heeft afgedaan. En ik ging aan het werk.
Ik wilde echte microrooks maken, zodat ik deeltjes van materie kon vastleggen waaruit materie was gemaakt, die onvoorstelbaar kleine deeltjes die alleen in een ultramicroscoop zichtbaar zijn. Ik wilde in dat gebied komen waar de menselijke geest enig idee van grootte verliest - het lijkt erop dat er geen dimensies zijn, alles is zo onvoorstelbaar oppervlakkig. "
Maar het zijn niet alleen literaire voorspellingen. Wat nu nanoobjecten wordt genoemd, nanotechnologie, als je wilt, heeft iemand lang in zijn leven gebruikt. Een van de meest opvallende voorbeelden (in letterlijke en figuurlijke zin) is veelkleurig glas. Bijvoorbeeld gemaakt door de IV eeuw voor Christus. e. De Lycurgus Cup, die wordt bewaard in het British Museum, is groen als hij van buiten wordt verlicht, maar als hij van binnenuit wordt verlicht, is hij paarsrood. Zoals aangetoond door recente studies met behulp van elektronenmicroscopie, is dit ongewone effect te wijten aan de aanwezigheid in het glas van deeltjes op nanoschaal van goud en zilver. Daarom kunnen we gerust zeggen dat de Lycurgus Cup is gemaakt van nanocomposiet materiaal.
Zoals nu blijkt, werd in de Middeleeuwen metallic nano-stof vaak aan glas toegevoegd voor het maken van glas-in-loodramen. Variaties in de kleur van glazen zijn afhankelijk van de verschillen in de toegevoegde deeltjes - de aard van het gebruikte metaal en de grootte van de deeltjes. Recent werd gevonden dat deze glazen ook bacteriedodende eigenschappen hebben, d.w.z. ze geven niet alleen een prachtig lichtspel in de kamer, maar desinfecteren ook de omgeving.
Als we de geschiedenis van de ontwikkeling van de wetenschap in historische termen bekijken, dan kunnen we enerzijds een gemeenschappelijke vector - de penetratie van de natuurwetenschappen "in de diepten" van de materie onderscheiden. Beweging langs deze vector wordt bepaald door de ontwikkeling van bewakingsinstrumenten. Aanvankelijk bestudeerden mensen de gewone wereld, voor de observatie was er geen behoefte aan speciale apparaten. Toen we op dit niveau observeerden, werden de grondslagen van de biologie gelegd (de classificatie van de levende wereld, C. Linnaeus en anderen), de evolutietheorie werd gecreëerd (C. Darwin, 1859). Toen de telescoop verscheen, konden mensen astronomische observaties uitvoeren (G. Galileo, 1609). Het resultaat hiervan was de wet van de wereld en de klassieke mechanica (I. Newton, 1642-1727). Toen de microscoop van Leeuwenhoek verscheen (1674), gingen mensen de microkosmos binnen (groottebereik 1 mm - 0,1 mm). Aanvankelijk was het alleen de overpeinzing van kleine, onzichtbare organismen. Pas aan het einde van de 19e eeuw ontdekte L. Pasteur als eerste de aard en functies van micro-organismen. Rond dezelfde tijd (het einde van de XIX - het begin van de twintigste eeuw) was er een revolutie in de natuurkunde. Wetenschappers begonnen in het atoom te doordringen om de structuur ervan te bestuderen. Nogmaals, dit was het gevolg van de opkomst van nieuwe methoden en gereedschappen, waarin de kleinste deeltjes materie begonnen te worden gebruikt. In 1909, met behulp van alfadeeltjes (heliumkernen, met een grootte van ongeveer 10-13 m), slaagde Rutherford erin de kern van het goudatoom "te zien". Het planetaire model van het Bohr-Rutherford-atoom, gecreëerd op basis van deze experimenten, geeft een levendig beeld van de enorme omvang van de 'vrije' plaats in het atoom, wat redelijk vergelijkbaar is met de leegte van het zonnestelsel. Het is precies de leegte van zulke bevelen die Feynman bedoelde in zijn lezing. Met de hulp van dezelfde α-deeltjes in 1919 voerde Rutherford de eerste nucleaire reactie uit om stikstof in zuurstof om te zetten. Dus gingen fysici pico- en femto-grootte intervallen 1 in, en het begrijpen van de structuur van materie op atomair en subatomair niveau leidde tot de creatie van kwantummechanica in de eerste helft van de vorige eeuw.
Historisch bleek dat op de grootteschaal (figuur 2) vrijwel alle onderzoeksgebieden van grootte "bedekt" waren, behalve het gebied van nanodimensies. De wereld is echter niet zonder slimme mensen. Aan het begin van de 20e eeuw publiceerde W. Ostwald een boek "The World of Bypassed Values", waarin in die tijd een nieuw scheikundeveld werd behandeld - colloïdchemie, die specifiek deeltjes van nanometergrootte behandelde (hoewel deze term nog niet werd gebruikt). Al in dit boek merkte hij op dat de fragmentatie van materie op een gegeven moment tot nieuwe eigenschappen leidt, dat de eigenschappen van het hele materiaal afhangen van de deeltjesgrootte.
Aan het begin van de twintigste eeuw konden ze deeltjes van deze omvang niet "zien", omdat ze onder de grenzen van de oplosbaarheid van een lichtmicroscoop liggen. Daarom is het geen toeval dat de uitvinding van M. Knoll en E. Rusk in 1931 van een elektronenmicroscoop wordt beschouwd als een van de eerste mijlpalen in het uiterlijk van nanotechnologie. Pas daarna was de mens in staat voorwerpen van submicron- en nanometerafmetingen te 'zien'. En dan valt alles op zijn plaats - het belangrijkste criterium waarmee de mensheid nieuwe feiten en verschijnselen accepteert (of niet accepteert), komt tot uiting in de woorden van Thomas de ongelovige: "Tot ik het zie, zal ik het niet geloven." 2
De volgende stap werd gezet in 1981 - G. Binnig en G. Rohrer creëerden een scanning tunneling-microscoop, waardoor het niet alleen mogelijk was om afbeeldingen van individuele atomen te verkrijgen, maar ook om ze te manipuleren. Dat wil zeggen, de technologie werd gecreëerd, waarover R. Feynman sprak in zijn lezing. Het was toen het tijdperk van nanotechnologie.
Merk op dat we hier opnieuw hetzelfde verhaal behandelen. Nogmaals, omdat het gebruikelijk is dat de mensheid het feit negeert dat het op zijn minst een klein beetje vooruit is op zijn tijd. 3 Hier, aan de hand van het voorbeeld van nanotechnologie, bleken ze niets nieuws te ontdekken, ze begonnen alleen maar beter te begrijpen wat er rondom gebeurde, wat zelfs mensen in de oudheid al deden, zelfs onbewust, of beter gezegd, bewust (ze wisten wat ze wilden krijgen), maar zonder de fysica en de chemie van het fenomeen te begrijpen. Een ander probleem is dat de beschikbaarheid van technologie nog steeds niet betekent dat je de essentie van het proces begrijpt. Staal kon lange tijd koken, maar een begrip van de fysieke en chemische basis van staalproductie kwam veel later. Hier kun je je herinneren dat het geheim van Damascus-staal tot nu toe niet open was. Hier is nog een hypostase - we weten wat we moeten krijgen, maar we weten niet hoe. Dus de relatie tussen wetenschap en technologie is niet altijd eenvoudig.
Wie ging er voor het eerst in op nanomaterialen in zijn moderne betekenis? In 1981 gebruikte de Amerikaanse wetenschapper G. Glater eerst de definitie van "nanokristallijn". Hij formuleerde het concept van het maken van nanomaterialen en ontwikkelde het in een reeks werken uit 1981-1986, introduceerde de termen "nanokristallijn", "nanogestructureerd", "nanofase" en "nanocomposiet" materialen. De nadruk in deze werken lag op de beslissende rol van talloze interfaces in nanomaterialen als basis voor het veranderen van de eigenschappen van vaste stoffen.
Een van de belangrijkste gebeurtenissen in de geschiedenis van nanotechnologie 4 en de ontwikkeling van de ideologie van nanodeeltjes was ook de ontdekking van koolstofnanostructuren - fullerenen en koolstofnanobuisjes in het midden van de jaren 80 - begin jaren 90 van de 20e eeuw, evenals de ontdekking van grafeen in de 21e eeuw. 5
Maar terug naar de definities.
In het begin was alles heel eenvoudig. In 2000 ondertekende de Amerikaanse president B. Clinton het National Nanotechnology Initiative, dat het volgende definieert: nanotechnologieën omvatten technologiecreatie en onderzoek op atomair, moleculair en macromoleculair niveau van ongeveer 1 tot 100 nm voor het begrijpen van de grondbeginselen van verschijnselen en eigenschappen van materialen op nanoschaalniveau, evenals de creatie en het gebruik van structuren, apparatuur en systemen met nieuwe eigenschappen en functies bepaald door hun grootte.
In 2003 deed de Britse regering een beroep op de Royal Society 6 en de Royal Academy of Engineering 7 met het verzoek om hun mening te geven over de noodzaak om nanotechnologie te ontwikkelen, om de voordelen en problemen te evalueren die hun ontwikkeling zou kunnen veroorzaken. Zo'n rapport, getiteld "Nanoscience and nanotechnologies: opportunities and onzekerheden", verscheen in juli 2004 en, voor zover we weten, werden voor de eerste keer afzonderlijke definities van nanowetenschap en nanotechnologie gegeven:
Nanoscience is de studie van verschijnselen en objecten op atomaire, moleculaire en macromoleculaire niveaus, waarvan de kenmerken significant verschillen van de eigenschappen van hun macroanalogen. Nanotechnologieën zijn het ontwerp, de karakterisering, de productie en het gebruik van structuren, apparaten en systemen waarvan de eigenschappen worden bepaald door hun vorm en afmeting op nanometerniveau.
De term 'nanotechnologie' wordt dus opgevat als een verzameling technologische methoden waarmee u nano-objecten kunt maken en / of manipuleren. Het blijft alleen om nanoobjecten te definiëren. Maar dit blijkt niet zo eenvoudig, dus het grootste deel van het artikel is precies aan deze definitie gewijd.
Om te beginnen geven we een formele definitie, die momenteel het meest wordt gebruikt:
Nanobeelden (nanodeeltjes) worden objecten (deeltjes) genoemd met een karakteristieke afmeting van 1-100 nanometer in ten minste één dimensie.
Het lijkt erop dat alles goed en duidelijk is, het is onduidelijk waarom een dergelijke rigide definitie van de onder- en bovengrenzen van 1 en 100 nm wordt gegeven? Het lijkt erop dat het vrijwillig is gekozen, vooral omdat het de bovengrens verdacht heeft ingesteld. Waarom niet 70 of 150 nm? Immers, gezien de diversiteit van nanoobjecten in de natuur, kunnen en moeten de grenzen van de nanosite van de grootteschaal aanzienlijk vervaagd worden. En over het algemeen is het in de natuur onmogelijk om precieze grenzen te verleggen - sommige objecten vloeien soepel naar anderen, en dit gebeurt met een bepaald interval, en niet op een bepaald moment.
Voordat we over grenzen praten, proberen we te begrijpen wat de fysieke betekenis is van het concept van "nanoobject", waarom zou het moeten worden onderscheiden door een afzonderlijke definitie?
Zoals hierboven opgemerkt, was het pas aan het einde van de twintigste eeuw dat het begrip dat de nanoschaalstructuur van de materie nog zijn eigen kenmerken had, dat op dit niveau materie andere eigenschappen heeft die niet in de macrokosmos verschijnen, begon te verschijnen (of beter, om in de geest te worden gevestigd). Het is erg moeilijk om sommige Engelse termen in het Russisch te vertalen, maar in het Engels is er een term "bulkmateriaal", die ongeveer kan worden vertaald als "grote hoeveelheid substantie", "bulkstof", "continu medium". Dus sommige eigenschappen van de "bulkmaterialen" met een afname in de grootte van de samenstellende deeltjes kunnen beginnen te veranderen wanneer het een bepaalde grootte bereikt. In dit geval wordt er gezegd dat de overgang naar het nanostaat van de stof, nanomaterialen, plaatsvindt.
Dit gebeurt omdat, naarmate de deeltjesgrootte afneemt, de fractie van atomen op hun oppervlak en hun bijdrage aan de eigenschappen van het object significant worden en groeien met een verdere afname in grootte (figuur 3).
Maar waarom heeft de toename van het aandeel oppervlakte-atomen een aanzienlijke invloed op de eigenschappen van deeltjes?
De zogenaamde oppervlakteverschijnselen zijn al lang bekend - dit is oppervlaktespanning, capillaire verschijnselen, oppervlakteactiviteit, bevochtiging, adsorptie, adhesie, enz. De hele reeks van deze verschijnselen is te wijten aan het feit dat de krachten van interactie tussen de deeltjes die het lichaam vormen niet worden gecompenseerd op het oppervlak (figuur 4). ). Met andere woorden, de atomen op het oppervlak (kristal of vloeistof - het maakt niet uit) zijn in speciale omstandigheden. In kristallen werken de krachten die ervoor zorgen dat ze zich in de knooppunten van het kristalrooster bevinden, alleen van onderaf op hen in. Daarom verschillen de eigenschappen van deze "oppervlakte" -atomen van de eigenschappen van dezelfde atomen in de bulk.
Omdat het aantal oppervlakte-atomen in nanoobjecten sterk toeneemt (figuur 3), wordt hun bijdrage aan de eigenschappen van een nanoobject doorslaggevend en neemt deze toe met een verdere afname van de grootte van het object. Dit is een van de redenen voor de manifestatie van nieuwe eigenschappen op nanoschaal.
Een andere reden voor de besproken eigenschapverandering is dat op dit dimensionale niveau de wetten van de kwantummechanica zich beginnen te manifesteren, dat wil zeggen, het niveau van nanodimensies is het niveau van transitie, namelijk de overgang van de heerschappij van de klassieke mechanica naar de heerschappij van de kwantummechanica. En zoals bekend is, zijn de overgangsstaten het meest onvoorspelbaar.
Tegen het midden van de 20e eeuw hadden mensen geleerd om met een massa atomen te werken, evenals met een enkel atoom.
Vervolgens werd het duidelijk dat de "kleine groep atomen" iets anders is, niet erg vergelijkbaar met de massa van atomen of met een enkel atoom.
Voor het eerst worden wetenschappers en technologen waarschijnlijk voor het eerst geconfronteerd met dit probleem in de halfgeleiderfysica. In hun zoektocht naar miniaturisatie bereikten ze deeltjes van zo'n omvang (enkele tientallen nanometers en minder), waarbij hun optische en elektronische eigenschappen sterk verschilden van die van deeltjes van "gewone" maten. Het was toen dat het eindelijk duidelijk werd dat de schaal van "nanoschaal" een speciaal gebied is, verschillend van het bestaansgebied van deeltjes of continuüm.
Daarom is in de bovenstaande definities van nanowetenschap en nanotechnologie de belangrijkste indicatie dat de "echte nano" begint met het verschijnen van nieuwe eigenschappen van stoffen die zijn geassocieerd met de overgang naar deze schalen en die verschilt van de eigenschappen van bulkmaterialen. Dat wil zeggen, de meest essentiële en belangrijkste kwaliteit van nanodeeltjes, het belangrijkste verschil tussen hen van micro- en macrodeeltjes is het verschijnen van fundamenteel nieuwe eigenschappen die zich niet in andere grootten manifesteren. We hebben al literaire voorbeelden gegeven, we gebruiken deze techniek nog een keer om de verschillen tussen macro-, micro- en nano-objecten visueel te tonen en te benadrukken.
Laten we terugkeren naar literaire voorbeelden. Vaak wordt de held van Leskov Levsha genoemd als een "vroege" nanotechnoloog. Dit is echter verkeerd. Lefty's belangrijkste prestatie is dat hij kleine spijkers heeft gesmeed ["ik heb kleiner gewerkt dan deze hoefijzers: ik heb de nagels gesmeed waarmee de hoefijzers verstopt zijn, er is geen klein bereik"]. Maar deze nagels, hoewel erg klein, bleven spijkers, verloren hun hoofdfunctie niet - om het hoefijzer vast te houden. Dus Levsha's voorbeeld is een voorbeeld van miniaturisatie (microminiaturisatie, als je dat wilt), dat wil zeggen, het verkleinen van de grootte van een object zonder de functionele en andere eigenschappen ervan te veranderen.
En het bovengenoemde verhaal van B. Zhitkov beschrijft precies de verandering in eigenschappen:
"Ik moest een dunne draad oprekken - dat wil zeggen, die dikte, die voor mijn levende handen zou zijn als haar. Ik werkte en bekeek de microscoop, terwijl de koperen armen door het koper werden getrokken. Dat is dunner, dunner - er moet nog vijf keer worden uitgerekt - en toen was de draad gescheurd. Ze brak niet eens - ze stortte in als van klei. Verspreid in fijn zand. Dit is de beroemde voor zijn roodheid koper.
Merk op dat in het Wikipedia-artikel in het artikel over nanotechnologie alleen de toename van de stijfheid van koper wordt gegeven als een voorbeeld van de verandering in eigenschappen met afnemende omvang. (Ik vraag me af hoe B. Zhitkov hier in 1931 over te weten kwam?)
Aan het einde van de twintigste eeuw werd het bestaan van een bepaald gebied van de grootte van deeltjes materie - het gebied van nanodimensies - eindelijk duidelijk. Fysici, die de definitie van nano-objecten verduidelijken, betogen dat de bovengrens van de nano-site van de grootteschaal samenvalt met, blijkbaar, de grootte van de manifestatie van de zogenaamde laag-dimensionale effecten of het effect van het verlagen van de dimensie.
Laten we proberen een omgekeerde vertaling te maken van de laatste verklaring uit de taal van de natuurkundigen in de universele taal.
We leven in een driedimensionale wereld. Alle echte objecten om ons heen hebben bepaalde dimensies in alle drie de dimensies, of, zoals natuurkundigen zeggen, dimensie 3.
Laten we het volgende gedachte-experiment doen. Kies een driedimensionaal, driedimensionaal monster van een of ander materiaal, het beste van alles - een homogeen kristal. Laat het een kubus zijn met een kantlengte van 1 cm. Dit monster heeft bepaalde fysieke eigenschappen die niet afhankelijk zijn van de grootte. In de buurt van het buitenoppervlak van ons monster kunnen de eigenschappen afwijken van die in het volume. De relatieve verhouding van oppervlakte-atomen is echter klein en daarom kan de bijdrage van oppervlaktewijziging van eigenschappen worden verwaarloosd (het is precies deze vereiste die in de taal van natuurkundigen betekent dat het monster omvangrijk is). Nu verdelen we de kubus in twee - de twee karakteristieke afmetingen blijven hetzelfde, en één, laat het de hoogte d zijn, neemt twee keer af. Wat gebeurt er met de voorbeeldeigenschappen? Ze zullen niet veranderen. We herhalen dit experiment opnieuw en meten de eigenschap die ons interesseert. We zullen hetzelfde resultaat krijgen. Herhaaldelijk herhalen van het experiment, bereiken we uiteindelijk een bepaalde kritische grootte d *, waaronder de door ons gemeten eigenschap zal beginnen af te hangen van de grootte d. Waarom? Wanneer d ≤ d *, wordt de fractie van de bijdrage van oppervlakte-atomen aan eigenschappen significant en zal deze blijven groeien met een verdere afname van d.
Natuurkundigen zeggen dat voor d ≤ d * in ons monster, een quantum-size effect wordt waargenomen in één dimensie. Voor hen is ons voorbeeld niet langer driedimensionaal (wat voor een gewone persoon absurd klinkt, omdat onze d, hoewel klein, niet gelijk is aan nul!), De dimensie wordt teruggebracht tot twee. En het monster zelf wordt het kwantumvlak genoemd, of kwantumbron, naar analogie met de term 'potentieel goed', vaak gebruikt in de natuurkunde.
Als in een bepaald monster d ≤ d * in twee dimensies, dan wordt het een eendimensionaal kwantumobject of kwantumdraad of kwantumdraad genoemd. Nul-dimensionale objecten, of quantum dots, d ≤ d * in alle drie de dimensies.
Natuurlijk is de kritische maat d * niet constant voor verschillende materialen en zelfs voor één materiaal kan dit aanzienlijk variëren, afhankelijk van welke van de eigenschappen die we in ons experiment hebben gemeten, of, met andere woorden, welke van de kritische dimensionele kenmerken van fysische verschijnselen bepalend zijn deze eigenschap (het vrije pad van de elektronen van de fononen, de de Broglie-golflengte, de diffusielengte, de penetratiediepte van het externe elektromagnetische veld of akoestische golven, enz.).
Het blijkt echter dat met de verscheidenheid van verschijnselen die voorkomen in organische en anorganische materialen in levende en levenloze natuur, de waarde van d * ongeveer in het bereik van 1-100 nm ligt. Een "nano-object" ("nanostructuur", "nanodeeltje") is dus gewoon een andere versie van de term "quantum-size structure". Dit is een object met d ≤ d * in ten minste één dimensie. Dit zijn deeltjes met een verminderde dimensie, deeltjes met een groter aandeel aan oppervlakte-atomen. Het is dus logischer om ze te classificeren volgens de mate van reductie van de dimensie: 2D - quantumvlakken, 1D - kwantumdraden, 0D - kwantumstippen.
Het hele scala aan gereduceerde dimensies kan eenvoudig worden uitgelegd en het belangrijkste is om het voorbeeld van koolstofnanodeeltjes experimenteel waar te nemen.
De ontdekking van koolstof nanostructuren was een zeer belangrijke mijlpaal in de ontwikkeling van het concept van nanodeeltjes.
Koolstof is slechts het elfde meest voorkomende element in de natuur, maar vanwege het unieke vermogen van zijn atomen om met elkaar te combineren en lange moleculen te vormen die andere elementen als substituten bevatten, zijn een enorm aantal organische verbindingen en het leven zelf naar voren gekomen. Maar zelfs als het alleen met zichzelf wordt gecombineerd, kan koolstof een groot aantal verschillende structuren met zeer uiteenlopende eigenschappen genereren - de zogenaamde allotropische aanpassingen. 8 Diamond, bijvoorbeeld, is de maatstaf voor transparantie en hardheid, een diëlektricum en een warmte-isolator. Grafiet is echter een ideale "absorbeerder" van licht, een superzacht materiaal (in een bepaalde richting), een van de beste geleiders van warmte en elektriciteit (in een vlak loodrecht op de hierboven genoemde richting). Maar beide materialen bestaan alleen uit koolstofatomen!
Maar dit alles is op macroniveau. En de overgang naar het nano-niveau opent nieuwe unieke eigenschappen van koolstof. Het bleek dat de 'liefde' van koolstofatomen aan elkaar zo groot is dat ze zonder de medewerking van andere elementen een hele reeks nanostructuren kunnen vormen die van elkaar verschillen, inclusief in dimensie. Deze omvatten fullerenen, grafeen, nanobuizen, nanoconen, enz. (Figuur 5).
We merken hier op dat koolstof nanostructuren "echte" nanodeeltjes kunnen worden genoemd, omdat in hen, zoals duidelijk te zien is in Fig. 5, alle samenstellende atomen liggen op het oppervlak.
Maar terug naar het grafiet zelf. Grafiet is dus de meest voorkomende en thermodynamisch stabiele modificatie van elementair koolstof met een driedimensionale kristalstructuur bestaande uit parallelle atoomlagen, die elk een dichte pakking van zeshoeken zijn (figuur 6). Op de hoekpunten van een dergelijke zeshoek bevindt zich een koolstofatoom, en de zijden van de zeshoeken reflecteren grafisch sterke covalente bindingen 9 tussen koolstofatomen, waarvan de lengte 0,142 nm is. Maar de afstand tussen de lagen is vrij groot (0,334 nm) en daarom is de verbinding tussen de lagen vrij zwak (in dit geval spreken ze over de van der Waals-interactie 10).
Zo'n kristalstructuur verklaart de eigenschappen van de fysische eigenschappen van grafiet. Ten eerste, lage hardheid en het vermogen om gemakkelijk in te delen in de kleinste schalen. Potloden worden bijvoorbeeld met potloden geschreven, waarvan de grafietschubben, afbladderend, op papier blijven. Ten tweede, de hierboven genoemde uitgesproken anisotropie van de fysische eigenschappen van grafiet en, vooral, de elektrische geleidbaarheid en thermische geleidbaarheid.
Elk van de lagen van de driedimensionale structuur van grafiet kan worden beschouwd als een gigantische vlakke structuur met een dimensie van 2D. Deze tweedimensionale structuur, die alleen uit koolstofatomen is opgebouwd, wordt "grafeen" genoemd. Het is gemakkelijk om zo'n structuur 'relatief' te krijgen, althans in een mentaal experiment. Neem een grafietpotloodpen en begin met schrijven. De hoogte d van de lei zal afnemen. Als er voldoende geduld is, is op een gegeven moment de waarde van d gelijk aan d * en krijgen we het kwantumvlak (2D).
Gedurende lange tijd is het probleem van de stabiliteit van vlakke tweedimensionale structuren in een vrije toestand (zonder een substraat) in het algemeen en grafeen in het bijzonder, evenals de elektronische eigenschappen van grafeen, het onderwerp geweest van alleen theoretische studies. Recentelijk, in 2004, ontving een groep fysici onder leiding van A. Geim en K. Novoselov de eerste monsters van grafeen, die een revolutie op dit gebied hebben gemaakt, omdat dergelijke tweedimensionale structuren in het bijzonder in staat waren om verbluffende elektronische eigenschappen te vertonen, kwalitatief anders dan alle eerder waargenomen. Daarom onderzoeken honderden experimentele groepen vandaag de elektronische eigenschappen van grafeen.
Als we een grafeenlaag, monoatomair in dikte, in een cilinder rollen zodat het hexagonale raster van koolstofatomen zonder naden sluit, dan "construeren" we een nanobuis van koolstof met enkelvoudige wand. Het is experimenteel mogelijk om enkelwandige nanobuisjes met een diameter van 0,43 tot 5 nm te verkrijgen. Kenmerkende kenmerken van de nanobuisgeometrie zijn recordwaarden van het specifieke oppervlak (gemiddeld
1600 m 2 / g voor buizen met enkelvoudige wand) en de verhouding van lengte tot diameter (100.000 en meer). Nanobuizen zijn dus 1D nano-objecten - kwantumdraden.
In de experimenten werden multiwall koolstof nanobuisjes ook waargenomen (figuur 7). Ze bestaan uit coaxiale cilinders die in elkaar zijn gestoken en waarvan de wanden zich op een afstand van ongeveer 3,5 A bevinden, dichtbij de interplanaire afstand in grafiet (0,334 nm). Het aantal wanden kan variëren van 2 tot 50.
Als u een stuk grafiet in een atmosfeer van inert gas (helium of argon) plaatst en vervolgens de straal van een krachtige gepulseerde laser of geconcentreerd zonlicht verlicht, kunt u het materiaal van ons grafietdoel verdampen (merk op dat de oppervlaktetemperatuur van het doel ten minste 2700 ° C moet zijn). Onder dergelijke omstandigheden wordt een plasma bestaande uit individuele koolstofatomen gevormd boven het doeloppervlak en wordt het meegesleept door de stroom koud gas, wat leidt tot het afkoelen van het plasma en de vorming van koolstofclusters. Het blijkt dus dat, onder bepaalde clusteringomstandigheden, koolstofatomen worden gesloten om een sferisch skeletmolecuul C te vormen60 dimensie 0D (d.w.z. kwantumpunt), reeds getoond in Fig. 1.
Zo'n spontane vorming van een molecuul C60 in koolstofplasma werd ontdekt in een gezamenlijk experiment van G. Kroto, R. Curl en R. Smoli, uitgevoerd gedurende tien dagen in september 1985, door een leergierige lezer te sturen naar het boek van E.A. Katz "Fullerenen, koolstofnanobuisjes en nanoclusters: stamboomvormen en ideeën "die in detail de fascinerende geschiedenis van deze ontdekking en de gebeurtenissen die eraan voorafgingen beschrijft (met korte excursies naar de geschiedenis van de wetenschap tot in de Renaissance en zelfs de Oudheid), en ook de motivatie van een vreemde op het eerste gezicht (en alleen op het eerste gezicht) toelichtte De oleculen van Buckminsterfulleren zijn ter ere van architect R. Buckminster Fuller (zie ook het boek [Piotrovsky, Kiselev, 2006]).
Vervolgens werd ontdekt dat er een hele familie van koolstofmoleculen bestaat - fullerenen - in de vorm van convexe veelvlakken die alleen uit hexagonale en vijfhoekige vlakken bestaan (figuur 8).
Het was de ontdekking van fullerenen dat een soort van magische "gouden sleutel" was voor de nieuwe wereld van nanometerstructuren gemaakt van pure koolstof die een explosie van werk in dit gebied veroorzaakte. Tot op heden is een groot aantal verschillende koolstofclusters met een fantastische (in de letterlijke betekenis van het woord!) Verscheidenheid aan structuur en eigenschappen ontdekt.
Maar terug naar de nanomaterialen.
Nanomaterialen zijn materialen waarvan de structurele eenheden nanoobjecten zijn (nanodeeltjes). Figuurlijk gesproken is de bouw van een nanomateriaal gemaakt van bakstenen-nanoobjecten. Daarom is het het meest productief om nanomaterialen te classificeren op basis van de dimensie van zowel het nanomateriaalmonster zelf (de externe dimensies van de matrix) als de dimensie van de nano-objecten waaruit het bestaat. De meest gedetailleerde classificatie van deze soort wordt gegeven in [Pokropivny, Skorokhod, 2008]. De 36 klassen van nanostructuren die in dit document worden gepresenteerd, beschrijven de hele variëteit aan nanomaterialen, waarvan sommige (zoals de fullerenen of koolstofnanopieken hierboven genoemd) al met succes zijn gesynthetiseerd en sommige wachten nog steeds op hun experimentele realisatie.
We kunnen de begrippen 'nanowetenschap', 'nanotechnologie' en 'nanomaterialen' waarin we geïnteresseerd zijn daarom alleen strikt definiëren als we begrijpen wat 'nanoobject' is.
"Nano-object" heeft op zijn beurt twee definities. De eerste, eenvoudiger (technologisch): dit zijn objecten (deeltjes) met een karakteristieke afmeting van ongeveer 1-100 nanometer in ten minste één dimensie. De tweede definitie, meer wetenschappelijk, fysiek: een object met een beperkte dimensie (met d ≤ d * in ten minste één dimensie).
Voor zover wij weten, zijn er geen andere definities.
Het kan echter niet anders dan in het oog springen, het feit dat de wetenschappelijke definitie een ernstig nadeel heeft. Namelijk: hierin, in tegenstelling tot de technologische, wordt alleen de bovengrens van nanodimensies bepaald. Moet er een ondergrens zijn? Naar onze mening, natuurlijk, zou moeten. De eerste reden voor het bestaan van de ondergrens volgt direct uit de fysische essentie van de wetenschappelijke definitie van een nanoobject, aangezien de meeste van de hierboven besproken effecten van het verlagen van de dimensionaliteit effecten van quantumopsluiting zijn, of fenomenen van resonerende aard. Met andere woorden, ze worden waargenomen wanneer de karakteristieke lengten van het effect en de grootte van het object samenvallen, dat wil zeggen, niet alleen voor d ≤ d *, die al is besproken, maar op hetzelfde moment alleen als de grootte d een bepaalde ondergrens overschrijdt d ** (d ** ≤ d ≤ d *). Het is duidelijk dat de waarde van d * kan variëren voor verschillende verschijnselen, maar de grootte van de atomen moet overschrijden.
We illustreren dit met het voorbeeld van koolstofverbindingen. Polycyclische aromatische koolwaterstoffen (PAK's) zoals naftaleen, benzpyrene, chrysene, enz., Zijn formeel analogen van grafeen. Bovendien heeft de grootste bekende PAK de algemene formule C222H44 en bevat diagonaal 10 benzeenringen. Ze bezitten echter niet die verbazingwekkende eigenschappen die grafeen bezit, en ze kunnen niet als nanodeeltjes worden beschouwd. Hetzelfde geldt voor nanodiamanten: tot
4-5 nm zijn nanodiamonds, maar dicht bij deze grenzen, en zelfs hoger dan deze, zijn hogere diamandoïden (adamantaan-analogen met gecondenseerde diamantcellen als basis van de structuur) geschikt.
Dus: als op de limiet de grootte van een object in alle drie dimensies gelijk is aan de grootte van een atoom, dan is een kristal dat bestaat uit dergelijke 0-dimensionale objecten bijvoorbeeld geen nanomateriaal, maar een gewoon atoomkristal. Dit is duidelijk. Het is duidelijk dat het aantal atomen in een nanoobject nog steeds één moet zijn. Als een nanobject alle drie de waarden van d kleiner dan d ** heeft, is het niet langer. Een dergelijk object moet worden beschreven in de taal van de beschrijving van individuele atomen.
En zo niet alle drie maten, maar slechts één, bijvoorbeeld? Blijft zo'n object een nanoobject? Natuurlijk, ja. Een dergelijk object is bijvoorbeeld het reeds genoemde grafeen. Het feit dat de karakteristieke afmeting van grafeen in één dimensie gelijk is aan de diameter van een koolstofatoom, ontneemt het niet de nanomateriaaleigenschappen. En deze eigenschappen zijn absoluut uniek. De geleidbaarheid, het Shubnikov-de Haas-effect, het quantum Hall-effect in grafeenfilms met een atomaire dikte werden gemeten. Experimenten bevestigden dat grafeen een halfgeleider is met een nul-band gap, terwijl op de contactpunten tussen de valentie- en geleidingsbanden het energiespectrum van elektronen en gaten lineair is als een functie van de golfvector. Zo'n spectrum heeft deeltjes met nul effectieve massa, in het bijzonder fotonen, neutrino's, relativistische deeltjes. Het verschil tussen fotonen en massaloze dragers in grafeen is dat de laatste fermionen zijn en ze worden geladen. Op dit moment zijn er geen analogen voor deze massaal geladen Dirac-fermionen onder de bekende elementaire deeltjes. Vandaag de dag is grafeen van groot belang, zowel voor het testen van een reeks theoretische aannames op het gebied van kwantumelektrodynamica en de relativiteitstheorie, als voor het creëren van nieuwe nano-elektronische apparaten, in het bijzonder ballistische en enkel-elektronen transistoren.
Voor onze discussie is het erg belangrijk dat het dichtst bij het concept van een nanoobject een dimensionaal gebied is waarin zogenaamde mesoscopische verschijnselen worden gerealiseerd. Dit is het gebied met de minimale afmeting waarvoor het redelijk is om niet te spreken over de eigenschappen van individuele atomen of moleculen, maar over de eigenschappen van het materiaal als geheel (bijvoorbeeld bij het bepalen van de temperatuur, dichtheid of geleidbaarheid van het materiaal). Mesoscopische afmetingen vallen in het bereik van 1-100 nm. (Het voorvoegsel "meso" komt van het Griekse woord "gemiddeld", het tussenliggende tussen de atomaire en macroscopische dimensies.)
Iedereen weet dat de psychologie zich bezighoudt met het gedrag van individuen en de sociologie - het gedrag van grote groepen mensen. Dus, de relatie in een groep van 3-4 personen kan analoog beschreven worden als mesoyavleniya. Op dezelfde manier, zoals hierboven vermeld, is een kleine groep atomen iets dat niet lijkt op een "hoop" van atomen, noch op een enkel atoom.
Hier moet een andere belangrijke eigenschap van de eigenschappen van nano-objecten worden opgemerkt. Ondanks het feit dat, in tegenstelling tot grafeen, koolstofnanobuizen en fullerenen formeel 1- en 0-dimensionale objecten zijn, maar dit is niet helemaal waar. Of liever gezegd, niet op hetzelfde moment. Het is een feit dat een nanobuis dezelfde grafeen 2D monoatomaire laag is die in een cilinder is gerold. 11 Een fullereen is een 2D koolstoflaag met een enkele atomaire dikte, gesloten op het oppervlak van een bol. Dat wil zeggen, de eigenschappen van nanoobjecten hangen in wezen niet alleen af van hun grootte, maar ook van de topologische kenmerken - eenvoudig gezegd, van hun vorm.
Dus, de juiste wetenschappelijke definitie van een nano-object zou als volgt moeten zijn:
Dit is een object dat ten minste één van de dimensies ≤ d * heeft, terwijl ten minste één van de dimensies d ** overschrijdt. Met andere woorden, een object is groot genoeg om macro-eigenschappen van een substantie te bezitten, maar tegelijkertijd wordt het gekenmerkt door een lagere dimensie, d.w.z. ten minste één van de metingen is klein genoeg zodat de waarden van deze eigenschappen sterk verschillen van de overeenkomstige eigenschappen van macro-objecten van dezelfde substantie, beduidend afhankelijk van de grootte en vorm van het object. In dit geval kunnen de exacte waarden van de dimensies d * en d ** niet alleen variëren van stof tot stof, maar ook van verschillende eigenschappen van dezelfde stof.
Het feit dat deze overwegingen in geen geval scholastisch zijn (zoals "hoeveel zand begint er?"), Maar een diepgaande betekenis hebben voor het begrijpen van de eenheid van wetenschap en de continuïteit van de wereld om ons heen, wordt duidelijk als we onze aandacht richten op organische nanoobjecten.
Hierboven hebben we alleen anorganische relatief homogene materialen beschouwd, en al was alles niet zo eenvoudig. Maar op Aarde is er een enorme hoeveelheid materie, die niet alleen moeilijk, maar niet homogeen is. We hebben het over biologische structuren en in het algemeen over levende materie.
In het "National Nanotechnology Initiative", als een van de redenen voor de speciale interesse op het gebied van nanodimensies, wordt aangegeven:
Omdat de systemische organisatie van materie op nanoschaalniveau een belangrijk kenmerk van biologische systemen is, zullen nanowetenschap en technologie het mogelijk maken om kunstmatige componenten en ensembles in cellen op te nemen, waardoor nieuwe, structureel georganiseerde materialen ontstaan op basis van imitatie van methoden van zelfassemblage in de natuur.
Laten we nu proberen na te gaan welke betekenis het concept van "nanoschaal" heeft in toepassing op de biologie, in aanmerking nemend dat wanneer naar dit interval van grootte gaat, de eigenschappen fundamenteel of dramatisch moeten veranderen. Maar eerst herinneren we ons dat het nano-gebied op twee manieren kan worden benaderd: "van bovenaf" (verpletterend) of "van onderop" (synthese). Dus, de "bottom-up" beweging voor biologie is niets anders dan de vorming van biologisch actieve complexen van individuele moleculen.
Beschouw kort de chemische bindingen die de structuur en vorm van het molecuul bepalen. De eerste en sterkste is een covalente binding, gekenmerkt door een strikte directiviteit (alleen van het ene atoom naar het andere) en een bepaalde lengte, die afhangt van het type binding (enkel, dubbel, driedubbel, etc.). Het zijn de covalente bindingen tussen atomen die de "primaire structuur" van een molecuul bepalen, dat wil zeggen, welke atomen en in welke volgorde ze met elkaar in verband staan.
Maar er zijn andere typen bindingen die definiëren wat de secundaire structuur van het molecuul wordt genoemd, de vorm ervan. Dit is voornamelijk een waterstofbrug - een binding tussen een polair atoom en een waterstofatoom. Het ligt het dichtst bij de covalente binding, omdat het ook wordt gekenmerkt door een zekere lengte en richting. Deze binding is echter zwak, de energie ervan is een orde van grootte lager dan de energie van de covalente binding. De overblijvende soorten interacties zijn niet-directioneel en worden niet gekenmerkt door de lengte van de gevormde bindingen, maar door de snelheid waarmee de bindingsenergie afneemt met toenemende afstand tussen de in wisselwerking staande atomen (langeafstandsinteractie). Ionenbinding is een langetermijninteractie, van der Waals interacties zijn van korte duur. Dus, als de afstand tussen twee deeltjes r keer toeneemt, in het geval van een ionische binding, neemt de aantrekkelijkheid af tot 1 / r 2 van de initiële waarde, in het geval van de genoemde Van der Waals interactie meer dan eens - tot 1 / r 3 of meer (tot 1 / r 12). In het algemeen kunnen al deze interacties worden gedefinieerd als intermoleculaire interacties.
Beschouw nu het concept van "biologisch actief molecuul." Erkend moet worden dat het stofmolecuul zelf alleen van belang is voor chemici en natuurkundigen. Ze zijn geïnteresseerd in de structuur ("primaire structuur"), de vorm ("secundaire structuur"), zoals macroscopische indicatoren zoals, bijvoorbeeld, de aggregatietoestand, oplosbaarheid, smelt- en kookpunten, enz., En microscopisch 12 (elektronische effecten en wederzijdse beïnvloeding van atomen in een bepaald molecuul, spectrale eigenschappen als een manifestatie van deze interacties). Met andere woorden, we hebben het over de studie van eigenschappen die in principe tot uiting komen in een enkel molecuul. Bedenk dat per definitie een molecuul het kleinste deeltje is van een stof die zijn chemische eigenschappen draagt.
Vanuit het oogpunt van de biologie is een "geïsoleerd" molecuul (in dit geval maakt het niet uit of het één molecuul is of een hoeveelheid identieke moleculen) niet in staat om enige biologische eigenschappen te vertonen. Dit proefschrift klinkt nogal paradoxaal, maar we zullen proberen het te onderbouwen.
Beschouw dit op het voorbeeld van enzymen - eiwitmoleculen, die biochemische katalysatoren zijn. Het hemoglobine-enzym, dat zuurstoftransport naar weefsels verzorgt, bestaat bijvoorbeeld uit vier eiwitmoleculen (subeenheden) en één zogenaamde prostetische groep - een heem dat een ijzeratoom bevat dat niet-covalent is geassocieerd met de eiwitsubeenheden van hemoglobine.
De belangrijkste, of liever de beslissende bijdrage aan de interactie van eiwitsubeenheden en edelsteen, de interactie die leidt tot de vorming en stabiliteit van het supramoleculaire complex, dat hemoglobine wordt genoemd, wordt gemaakt door krachten, soms hydrofobe interacties genoemd, maar vertegenwoordigt de krachten van intermoleculaire interactie. De bindingen gevormd door deze krachten zijn veel zwakker dan covalente bindingen. Maar met complementaire interactie, wanneer de twee oppervlakken erg dicht bij elkaar zijn, is het aantal van deze zwakke bindingen groot en daarom is de totale interactie-energie van moleculen vrij hoog en is het resulterende complex voldoende stabiel. Maar totdat deze verbindingen tussen de vier subeenheden zijn gevormd, totdat de prothetische groep (edelstenen) is samengevoegd (wederom vanwege niet-covalente verbindingen), kunnen de afzonderlijke delen van hemoglobine onder geen enkele omstandigheid zuurstof binden en kunnen deze bovendien nergens dragen. En daarom, bezit deze biologische activiteit niet. (Dezelfde redenering kan worden uitgebreid tot alle enzymen in het algemeen.)
Tezelfdertijd impliceert het proces van katalyse zelf de vorming tijdens de reactie van een complex van minstens twee componenten - de katalysator zelf en de molecule (s) genoemd substraat (substraten), dat sommige chemische transformaties onder de actie van de katalysator ondergaat. Met andere woorden, er moet een complex van ten minste twee moleculen worden gevormd, dat wil zeggen een supramoleculair (supramoleculair) complex.
Het idee van complementaire interactie werd voor het eerst voorgesteld door E. Fisher om de interactie van medicinale stoffen met hun doelwit in het lichaam te verklaren en werd de "key to lock" -interactie genoemd. Hoewel medicinale (en andere biologische stoffen) in alle gevallen allesbehalve een enzym zijn, zijn ze ook alleen in staat om een biologisch effect te veroorzaken na interactie met een geschikt biologisch doelwit. Maar zo'n interactie is ook niets anders dan de vorming van een supramoleculair complex.
Dientengevolge wordt de manifestatie door "gewone" moleculen van fundamenteel nieuwe eigenschappen (in dit geval biologische activiteit) geassocieerd met de vorming van supramoleculaire (supramoleculaire) complexen met andere moleculen door hen als gevolg van de krachten van intermoleculaire interactie. Dit is de manier waarop de meeste enzymen en systemen in het lichaam (receptoren, membranen, enz.) Zijn gerangschikt, inclusief dergelijke complexe structuren die soms biologische "machines" worden genoemd (ribosomen, ATPase, enz.). En het gebeurt precies op het niveau van nanometerformaten - van één tot enkele tientallen nanometers.
Met verdere complicatie en toename in grootte (meer dan 100 nm), d.w.z. bij overgang naar een ander dimensionaal niveau (microniveau), ontstaan veel complexere systemen die niet alleen in staat zijn tot onafhankelijk bestaan en interactie (in het bijzonder energie-uitwisseling) met de omgeving. hun omgeving, maar ook tot zelfreproductie. Dat betekent dat er opnieuw een verandering optreedt in de eigenschappen van het hele systeem - het wordt zo complex dat het al in staat is tot zelfreproductie, wat we levende structuren noemen.
Veel denkers hebben herhaaldelijk geprobeerd het leven te definiëren. Zonder in te gaan op filosofische discussies, merken we dat, naar onze mening, het leven het bestaan is van zichzelf vermenigvuldigende structuren, en levende structuren beginnen met een enkele cel. Het leven is een micro- en macroscopisch fenomeen, maar de belangrijkste processen die zorgen voor het functioneren van levende systemen komen voor op nanoschaal.
Het functioneren van de levende cel als een geïntegreerde zelfregulerende inrichting met een uitgesproken structurele hiërarchie wordt verschaft door miniaturisatie op nanoschaalniveau. Het is duidelijk dat miniaturisatie op het niveau van nanoschaal een fundamenteel kenmerk is van biochemie en daarom bestaat de evolutie van het leven uit de opkomst en integratie van verschillende vormen van objecten met nanostructuur. 13 Het is het nanoschaalgedeelte van de structurele hiërarchie, beperkt in omvang zowel van boven als van onder (!), Dat is cruciaal voor het uiterlijk en het levensonderhoud van cellen. Dat wil zeggen, het is het niveau van nanodimensies dat de overgang van het moleculaire naar het levende niveau vertegenwoordigt.
Vanwege het feit dat miniaturisatie op nanoschaal een fundamenteel kenmerk is van biochemie, kan niettemin rekening worden gehouden met biochemische manipulaties als nanotechnologisch - nanotechnologieën impliceren immers ontwerp en niet banaal gebruik van moleculen en deeltjes.
Aan het begin van het artikel probeerden we op een of andere manier de objecten van verschillende natuurwetenschappen te classificeren volgens het principe van de karakteristieke dimensies van de objecten die ze bestudeerden. Laten we hier nog eens op terugkomen en door deze classificatie toe te passen, verkrijgen we dat de atomaire fysica die interacties in een atoom bestudeert subangstrom (femto en pico) dimensies heeft.
"Gewone" anorganische en organische chemie is Angstrom-groottes, het niveau van individuele moleculen of bindingen in de kristallen van anorganische stoffen. Maar biochemie is het niveau van nanoschaal, het niveau van bestaan en functioneren van supramoleculaire structuren gestabiliseerd door niet-covalente intermoleculaire krachten.
Maar biochemische structuren zijn nog steeds relatief eenvoudig en ze kunnen relatief onafhankelijk functioneren (in vitro, als je wilt). Een verdere complicatie, de vorming van complexe ensembles door supramoleculaire structuren - dit is een overgang naar zelfreplicerende structuren, een overgang naar de Levende. En hier, op het niveau van cellen, zijn dit micro-dimensies en op het niveau van organismen, macrodimensies. Dit is biologie en fysiologie.
Het nano-niveau is een overgangsregio van het moleculaire niveau, die de basis vormt voor het bestaan van alle leven, bestaande uit moleculen, tot het levende niveau, het niveau van bestaan van zelf-replicerende structuren, en nanodeeltjes, die supramoleculaire structuren zijn gestabiliseerd door intermoleculaire interactiekrachten, vertegenwoordigen een overgangsvorm van individuele moleculen naar complexe functionele systemen. Dit kan worden weerspiegeld in een schema dat met name de nadruk legt op de continuïteit van de natuur (figuur 9). In het schema bevindt de wereld van nanomaten zich tussen de atomisch-moleculaire wereld en de wereld van de Levende, bestaande uit dezelfde atomen en moleculen, maar georganiseerd in complexe zelfreplicerende structuren, en de overgang van de ene wereld naar de andere wordt niet alleen (en niet zozeer) bepaald door de grootte van de structuren, maar door hun complexiteit. De natuur heeft lang uitgevonden en gebruikt supramoleculaire structuren in levende systemen. We zijn allesbehalve altijd in staat om te begrijpen, laat staan te herhalen wat de natuur gemakkelijk en natuurlijk doet. Maar je kunt geen gunsten van haar verwachten, je moet van haar leren.
Referenties:
1) Vul A.Ya., Sokolov V.I. Onderzoek naar nano-steenkool in Rusland: van fullerenen tot nanobuizen en nanodiamanten / Russische nanotechnologieën, 2007. T. 3 (3-4).
2) Katz E.A. Fullerenen, koolstofnanobuisjes en nanoclusters: een stamboom van vormen en ideeën. - M.: LKI, 2008.
3) Ostwald V. Wereld met omzeilde waarden. - M.: Uitgeverij van de samenwerking "World", 1923.
4) Piotrovsky LB, Kiselev OI Fullerenen in de biologie. - Rostock, St. Petersburg, 2006.
5) Tkachuk V.A. Nanotechnologieën en medicijnen // Russische nanotechnologieën, 2009. T. 4 (7-8).
6) Khobza P., Zahradnik R. Intermoleculaire complexen. - M.: Mir, 1989.
7) Mann S. Life als een fenomeen op nanoschaal. Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 5306-5320.
8) Pokropivny V.V., Skorokhod V.V. Nieuwe dimensionaliteitsclassificaties van nanostructuren // Physica E, 2008, v. 40, p. 2521-2525.
1 Nano - 10-9, pico - 10 -12, femto - 10 -15.
2 Bovendien, niet alleen zien, maar aanraken. "Maar hij zei tot hen: als ik Zijn wonden niet zie van de spijkers in mijn handen, en ik mijn vingers niet in de wonden van de spijkers zal steken, en ik zal mijn handen niet in Zijn ribben leggen, zal ik niet geloven" [Evangelie volgens Johannes, hoofdstuk 20, vers 24].
3 Hij sprak bijvoorbeeld over atomen in 430 voor Christus. e. Democritus. Toen stelde Dalton in 1805 dat: 1) de elementen bestaan uit atomen, 2) de atomen van één element identiek zijn en verschillen van de atomen van het andere element en 3) de atomen niet kunnen worden vernietigd in een chemische reactie. Maar het was pas vanaf het einde van de 19e eeuw dat de theorieën over de structuur van het atoom zich begonnen te ontwikkelen, wat een revolutie in de natuurkunde veroorzaakte.
4 Het concept 'nanotechnologie' werd in 1974 geïntroduceerd door de Japanse Norio Taniguchi. Lange tijd werd de term niet breed gebruikt door specialisten die op verwante gebieden werkten, omdat Taniguchi het concept "nano" alleen gebruikte om de nauwkeurigheid van oppervlaktebehandeling aan te geven, bijvoorbeeld in technologieën die het mogelijk maken de oppervlakteruwheid van materialen op een niveau van minder dan een micrometer te regelen, enz.
5 De concepten "fullerenen", "koolstofnanobuisjes" en "grafeen" zullen in detail worden besproken in het tweede deel van het artikel.
6 The Royal Society is de toonaangevende wetenschappelijke maatschappij in het Verenigd Koninkrijk.
7 Royal Academy of Engineering UK.
8 Allotropie (uit het Grieks, Alios - een andere en tropos - draai, eigenschap) - het bestaan van hetzelfde chemische element in de vorm van structuren met verschillende eigenschappen en structuur.
9 Covalente binding is een chemische binding vanwege de vorming van een gemeenschappelijk voor twee naburige atomen een paar elektronen en Coulomb-aantrekking tussen dit paar en atoomkernen.
10 Van der Waals-interactie, of van der Waals-binding, is een zwakke chemische binding op basis van intermoleculaire interactiekrachten met een energie van 0,8-8,16 kJ / mol, voortkomend uit de polarisatie van moleculen en de vorming van dipolen. Ontdekt door J.D. van der Waals in 1869
11 Een experimentele illustratie van deze verklaring is de recent gepubliceerde ontwikkeling van technologische methoden voor de productie van grafeenplaten door "chemisch snijden" en "ontvouwende" koolstofnanobuisjes.
12 Het woord "microscopisch" wordt hier alleen gebruikt omdat deze eigenschappen eerder werden genoemd, hoewel we in dit geval praten over eigenschappen die tot uiting komen in moleculen en atomen, dat wil zeggen in een pico-size interval.
13 Wat met name leidde tot de opkomst van het standpunt dat het leven een fenomeen van nanometer-omvang is (Mann, 2008), wat naar onze mening niet helemaal waar is.
http://elementy.ru/lib/431265