Урок 10. искусственные и синтетические материалы — Технология — 5 класс
Технология, 5 класс
Урок 10. Искусственные и синтетические материалы
Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:
- Понятие «искусственный материал».
- Понятие «синтетический материал».
- Свойства искусственных и синтетических материалов.
Тезаурус:
Натуральные материалы – это материалы, используемые для производства потребительских благ, добываемые в природе.
Сырьём — это природные материалы, которые перед использованием на производстве подверглись предварительной обработке и подлежат дальнейшей переработке.
Натуральное сырьём – это все добытые вещества, используемые человеком и сохранившие в предмете труда свои природные свойства и состав.
Искусственные материалы — это материалы, которые созданы человеком на основе соединения природных материалов и не существуют в природе.
Материалы, получаемые в процессе создания или построения сложных молекул из более простых, называются
Основная и дополнительная литература по теме урока:
1. Технология. 5 класс: учеб. пособие для общеобразовательных организаций / [В.М. Казакевич, Г.В. Пичугина, Г.Ю. Семенова и др.]; под ред. В.М. Казакевича. — М.: Просвещение, 2017.
2. https://ru.wikipedia.org
Теоретический материал для самостоятельного изучения
Все предметы, окружающие нас, изготавливаются из материалов. Материалы, используемые для производства потребительских благ, добываемые в природе, называются натуральными.
Природные материалы, которые перед использованием на производстве подверглись предварительной обработке и подлежат дальнейшей переработке, называются сырьём.
Например, сырьём лесоперерабатывающей промышленности являются брёвна, полученные из спиленных деревьев. Сырьё для производства шерстяной пряжи является шерсть, состриженная с животных.
Все добытые вещества, используемые человеком и сохранившие в предмете труда свои природные свойства и состав, называются натуральным сырьём.
На ранних этапах человеческого существования люди использовали крайне ограниченное число материалов. Это были материалы, имеющиеся в природе — камни, дерево, глина, шкуры животных.
Со временем люди научились производить материалы, по свойствам превосходящие природные продукты. Это были такие новые материалы, как керамика и различные металлы.
Было обнаружено, что свойства материалов могут изменяться в результате термической обработки или добавления к ним различных субстанций.
Материалы, которые созданы человеком на основе соединения природных материалов и не существуют в природе, называются искусственными материалами.
Для получения искусственных материалов природные компоненты подвергают технологической обработке.
Нагревание
При производстве стекла – происходит нагрев кварцевого песка до состояния плавления.
Обжиг
При производстве кирпича происходит обжиг заготовки из специальной глиняной смеси;
Прессование
При производстве древесно-стружечные или древесноволокнистые плиты происходит прессование щепы или стружки деревьев.
Растворение
При производстве искусственного шёлка происходит растворение целлюлозы в специальном растворе, после чего из полученного вещества формируют нити.
Со временем учёные поняли, что существует соответствие между структурными элементами, составляющими материал, и им самим. Эти знания стали доступными примерно 100 лет назад, и в значительной степени были обусловлены тем, что люди научились оценивать характеристики материала.
Все это привело к тому, что появились десятки тысяч различных материалов с весьма специфическими свойствами, что позволило удовлетворять самые сложные потребности современного общества.
Производство материалов, которые делают наше существование более комфортным, связаны с тем, что становятся доступным всё новые и новые технологии.
На уроках химии вы узнаете, что все вещества состоят из атомов и молекул. С помощью химических реакций их можно перестраивать. Изменение порядка приводит к образованию нового вещества. Такие реакции называются синтезом, а получаемые материалы синтетическими.
Синтез в химии – это процесс создания или построения сложных молекул из более простых.
Сырьём для производства этих материалов являются нефтепродукты, уголь, газ.
Часто материалы полученные искусственным или синтетическим путём обобщают и называют химическими.
Современные технологии производства синтетических материалов коснулись всех сфер жизнедеятельности человека. Вы встречаетесь с этой продукцией ежедневно и повсеместно.
Полиэтилен, синтетический материал, из которого изготавливают плёнку, бутылки, крышки.
Органическое стекло. Из него изготавливают небьющееся прозрачные экраны, художественно-декоративные изделия.
Полистирол используют для изготовления одноразовой посуды.
Но лучшим примером производства синтетических материалов может служить текстильная промышленность. Синтетические ткани изготавливаются из полимеров, полученных благодаря химическим реакциям.
Как правило, из синтетических тканей производят спортивную одежду или вещи, необходимые для использования в экстремальных ситуациях.
Производство синтетического волокна аналогично процессу получения искусственного: получение прядильного раствора, формирование волокон, отделка. Искусственное волокно за счёт того, что получается из природного материала имеет более высокую стоимость, поэтому оно менее популярно, чем синтетическое.
Синтетические материалы имеют ряд преимуществ. В отличие от природных материалов, синтетическая ткань обладает незначительным весом. Одежда из такого материала менее подвержена износу и хорошо сохраняет стойкость цвета. Практически все синтетические материалы не впитывают в себя много влаги, и сушка не занимает много времени. Низкая цена материала за счёт невысокой стоимости исходного продукта.
Производство синтетических материалов постоянно развивается. Учёные-химики постоянно синтезируют новые виды волокон с заданными свойствами. Некоторые материалы, полученные на основе этих волокон, в несколько раз превосходят прочность стали.
Таким волокном, например, является кевлар. Из него делают лёгкие прочные надувные лодки и бронежилеты.
Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля
Задание 4. Выделите зелёным цветом минеральное сырьё (материалы), синим цветом – продукцию химического производства.
Варианты ответа:
Нефть
Керамика
Руда
Полиэтилен
Газ этилен
Уголь
Стекло
Подсказка:
Правильный вариант ответа:
Минеральное сырьё (материалы)
Нефть
Руда
Газ этилен
Уголь
Продукция химического производства
Керамика
Стекло
Подсказка: Сырьём – это все добытые вещества, используемые человеком и сохранившие в предмете труда свои природные свойства и состав.
Задание 6. Определите вид материала. Расставьте подписи к изображениям.
Натуральный | Искусственный | Синтетический |
resh.in.edu.ru
Десять уникальных искусственных материалов с невероятными свойствами
Несмотря на огромное разнообразие веществ и минералов, созданных природой, человек, благодаря использованию новейших технологий, постоянно изобретает свои и такие, что их свойства просто невероятны. Здесь и сейчас, я расскажу о десяти наиболее известных.
1. Жидкое стекло
Было время, когда средства для мытья посуды не существовало — люди обходились содой, уксусом, серебряным песком, трением или проволочной щёткой, но новое средство поможет сэкономить немало времени и сил и вообще оставить мытьё посуды в прошлом. «Жидкое стекло» содержит диоксид кремния, образующий при взаимодействии с водой или этанолом материал, который затем высыхает, превращаясь в тонкий (более чем в 500 раз тоньше человеческого волоса) слой эластичного, сверхстойкого, не токсичного и влагоотталкивающего стекла.
С таким материалом отпадает необходимость в чистящих и дезинфицирующих средствах, так как он способен отлично предохранять поверхность от микробов: бактерии на поверхности посуды или раковины просто изолируются. Также изобретение найдёт применение в медицине, ведь стерилизовать инструменты теперь можно с помощью лишь горячей воды, без использования химических дезинфицирующих средств.
Это покрытие может использоваться для борьбы с грибковыми инфекциями на растениях и герметизации бутылок, его свойства действительно уникальны — оно отталкивает влагу, дезинфицирует, при этом оставаясь эластичным, прочным, пропускающим воздух, и совершенно незаметным, а также дешёвым.
2. Бесформенный металл
Это вещество позволяет игрокам в гольф сильнее бить по мячу, увеличивает поражающую способность пули и продлевает срок службы скальпелей и деталей двигателя.
Вопреки своему названию, материал сочетает прочность металла и твёрдость поверхности стекла: на видео видно, как отличается деформация стали и бесформенного металла при падении металлического шарика. Шарик оставляет на поверхности стали множество маленьких «ям» — это означает, что металл поглощает и рассеивает энергию удара. Бесформенный металл остался гладок, значит, он лучше возвращает энергию удара, о чём также говорит более продолжительный отскок.
Большинство металлов имеет упорядоченное кристаллическое молекулярное строение, и от удара или другого воздействия, кристаллическая решётка искажается, из-за чего на металле и остаются вмятины. В бесформенном металле атомы расположены хаотично, поэтому после воздействия атомы возвращаются на первоначальную позицию.
3. Одностороннее пуленепробиваемое стекло
У самых богатых людей есть проблемы: судя по растущим продажам этого материала, им необходимо пуленепробиваемое стекло, которое спасло бы жизнь, но не мешало им отстреливаться.
Это стекло останавливает пули с одной стороны, но в то же время пропускает с другой — этот необычный эффект заключается в «сэндвиче» из хрупкого акрилового слоя и более мягкого эластичного поликарбоната: под давлением акрил проявляет себя как очень твёрдое вещество, и при попадании пули он гасит её энергию, трескаясь при этом. Это даёт возможность амортизирующему слою выдержать удар пули и осколков акрила, не разрушаясь при этом.
При выстреле с другой стороны упругий поликарбонат пропускает через себя пулю растягиваясь и разрушая ломкий акриловый слой, что не оставляет никакого дальнейшего барьера для пули, но не стоит отстреливаться слишком часто, поскольку из-за этого в защите образуются дыры.
4. Старлит
Это пластик, выдерживающий невероятно высокую температуру: его тепловой порог настолько высок, что сначала изобретателю просто не поверили. Лишь после демонстрации возможностей материала в прямом эфире на телевидении, с создателем старлита связались сотрудники Британского Центра Атомного Вооружения.
Учёные облучили пластик вспышками высокой температуры, эквивалентными мощности 75-ти бомб, сброшенных на Хиросиму — образец лишь немного обуглился. Один из испытателей заметил: «Обычно между вспышками приходится ждать несколько часов, чтобы материал остыл. Сейчас мы облучали его каждые 10 минут, а он остался невредим, будто в насмешку».
В отличие от других термостойких материалов, старлит не становится токсичным при высокой температуре, также он невероятно лёгок. Его можно применять при строительстве космических аппаратов, самолётов, огнезащитных костюмов или в военной промышленности, но, к сожалению, старлит так и не покинул пределы лаборатории: его создатель Моррис Уард умер в 2011-м году, не запатентовав своё изобретение и не оставив никаких описаний. Всё, что известно о строении старлита — что в его состав входит 21 органический полимер, несколько сополимеров и небольшое количество керамики.
5. Аэрогель
Представьте себе пористое вещество такой низкой плотности, что 2,5 см³ его заключает в себе поверхности, сравнимые с размером футбольного поля. Но это не определённый материал, а, скорее, класс веществ: аэрогель — это форма, которую могут принимать некоторые материалы, а сверхмалая плотность делает его отличным теплоизолятором. Если сделать из него окно толщиной 2,5 см, оно будет иметь те же теплоизоляционные свойства, что и стеклянное окно толщиной 25 см.
Все самые лёгкие в мире материалы — аэрогели: например, кварцевый аэрогель (по сути, высушенный силикон) всего в три раза тяжелее воздуха и достаточно хрупок, зато может выдержать вес, в 1000 раз превышающий его собственный. Графеновый аэрогель (на иллюстрации выше) состоит из углерода, а его твёрдый компонент в семь раз легче воздуха: имея пористую структуру, это вещество отталкивает воду, но поглощает нефть — его предполагается использовать для борьбы с нефтяными пятнами на поверхности воды.
6. Углеродные нано-трубки
Фактически это листы углерода толщиной в один атом, свёрнутые в цилиндры — их молекулярная структура напоминает рулон проволочной сетки, и это самый прочный материал, известный науке. В шесть раз легче, но в сотни раз крепче стали, нано-трубки обладают лучшей теплопроводностью, чем алмаз, и проводят электричество эффективнее меди.
Сами трубки не видны невооружённым взглядом, а в необработанном виде вещество напоминает сажу: чтобы проявились его необыкновенные свойства, надо заставить вращаться триллионы этих невидимых нитей, что стало возможным относительно недавно.
Материал может применяться в производстве кабеля для проекта «лифта в космос», достаточно давно разработанного, но до недавнего времени совершенно фантастичного из-за невозможности создать кабель длиной 100 тыс км, не согнувшийся бы под собственным весом.
Углеродные нано-трубки помогают и при лечении рака груди — их можно помещать в каждую клетку тысячами, а наличие фолиевой кислоты позволяет выявлять и «захватывать» раковые образования, затем нано-трубки облучают инфракрасным лазером, и клетки опухоли при этом погибают. Также материал может применяться в производстве лёгких и прочных бронежилетов…
7. Пайкерит
В 1942-м году перед англичанами стояла проблема недостатка стали для строительства авианосцев, необходимых для борьбы с немецкими подводными лодками. Джеффри Пайк предложил соорудить огромные плавучие аэродромы изо льда, однако она себя не оправдала: лёд хоть и недорог, но недолговечен. Всё изменилось с открытием нью-йоркскими учёными необыкновенных свойств смеси льда и древесных опилок, которая по прочности была подобна кирпичу, а также не трескается и не плавится. Зато материал можно было обрабатывать, как дерево или плавить, подобно металлу, в воде опилки разбухали, образуя оболочку и предотвращая таяние льда, за счёт чего любое судно можно было ремонтировать прямо во время плавания.
Но при всех положительных качествах, пайкерит был малопригоден для эффективного использования: для постройки и создания ледяного покрова судна весом до 1000 т достаточно было двигателя мощностью в одну лошадиную силу, но при температуре выше -26 °С (а для её поддержания необходима сложная система охлаждения) лёд имеет свойство проседать. Кроме того, целлюлоза, используемая также в производстве бумаги, была в дефиците, поэтому пайкерит так и остался неосуществимым проектом.
8. Материал D3o
Устойчивость к механическому воздействию во все времена была одной из основных проблем материаловедения, пока не изобрели D3o — вещество, молекулы которого находятся в свободном движении при нормальных условиях и фиксируются при ударе. Строение D3o напоминает смесь кукурузного крахмала и воды, которой иногда наполняют бассейны. Специальные куртки из этого материала, удобные и обеспечивающие защиту при падении, ударе битой или кулаками, которые могут вам достаться, уже находятся в свободной продаже. Защитные элементы не заметны снаружи, что подходит для каскадёров и даже полиции.
9. BacillaFilla — строительный микроб
У бетона есть свойство «уставать» со временем — он становится грязно-серым, и в нём образуются трещины. Если речь идёт о фундаменте здания, ремонт может быть достаточно трудоёмким и дорогим, при этом не факт, что он устранит «усталость»: многие здания сносят именно по причине невозможности восстановления фундамента.
Группа студентов Университета Ньюкасла разработала генно-модифицированные бактерии, способные проникать в глубокие трещины и вырабатывать смесь карбоната кальция и клея, укрепляя здание. Бактерии запрограммированы так, что они распространяются по поверхности бетона, пока не достигнут края очередной трещины, и тогда начинается производство цементирующего вещества, имеется даже механизм самоуничтожения бактерий, предотвращающий образование бесполезных «наростов».
Эта технология позволит уменьшить антропогенный выброс двуокиси углерода в атмосферу, ведь 5% его даёт именно производство бетона, а также с её помощью будет продлён срок службы зданий, восстановление которых традиционным способом обошлось бы в большую сумму.
10. Диметилсульфоксид (DMSO)
Этот химический растворитель сначала появился, как побочный продукт выработки целлюлозы и никак не применялся до 60-х годов прошлого века, когда раскрыли его медицинский потенциал: доктор Джейкобс обнаружил, что DMSO может легко и безболезненно проникать в ткани тела — это позволяет быстро и без повреждения кожи вводить различные препараты.
Его собственные лечебные свойства снимают боль при растяжении связок или, например, воспалении суставов при артрите, также DMSO может использоваться для борьбы с грибковыми инфекциями.
К сожалению, когда его медицинские свойства были открыты, производство в промышленных масштабах уже давно было налажено, и его широкая доступность не позволяла фармацевтическим компаниям получать прибыль. Кроме того у DMSO есть неожиданный побочный эффект — запах изо рта использовавшего его человека, напоминающий чеснок, поэтому он используется в основном в ветеринарии.
(Visited 1 times, 3 visits today)
ogend.ru
Используемые материалы | Журнал Ярмарки Мастеров
Очень рада видеть Вас, дорогие посетители моего магазина!!!
В этой статье я хотела бы рассказать о материалах, которые использую для создания своих произведений. А также о том, каким образом упаковываются мои работы для отправки.
Подрамник
Деревянная основа, на которую натянут холст. Подрамник изготавливается из массива сосны. Они (подрамники) специально изготавливаются по моему заказу. Это не массовое производство, а индивидуальная работа.Покупателям моих картин я могу предложить выбрать подрамники с более широкими боковыми краями (торцами), до 45 мм . Картины с такими краями выглядят очень масштабно.
Холст
Холст я приобретаю из хлопка ,по желанию(заказу ) пишу и на льняном. Оба разновидности холста имеют ярко выраженную фактуру, достаточно плотные. Это позволяет создавать работы разных стилей. С ними приятно работать.
Натяжка холста на подрамник
Натяжка холстов так называемая галерейная или интерьерная, когда холст закрепляется не на боковых сторонах (торцах), а с обратной стороны подрамника. Благодаря этому боковые стороны работы на некоторых картинах также прописываются и картину можно представлять без рамы (багета). Представление моих работ без рамы гарантирует сохранение всей легкости и свежести, которые я вкладываю в свои произведения. ОргалитДля написания картин также использую оргалит(ДВП). Этот материал просто обожаю,он дает возможность для создания интересных фактур,обьемного эффекта .
Краски и лак
Все работы выполнены масляными красками завода «Невская Палитра» (г. Санк-Петербург), специальная профессиональная художественная серия «Мастер класс»,»Ладога».
Упаковка
При отправке все картины упаковываются очень тщательно. При этом я использую коробочный гофрокартон (внешняя упаковка), вспененный пенополиэтилен (материал как подложка под ламинат) иногда использую воздушно-пузырчатую пленку , и бумагу (калька) со стрейч пленкой. Картина сначала упаковывается в кальку, потом во вспененный пенополиэтилен, оборачивается стрейч пленкой, а далее под полученные размеры вырезается внешняя коробка из гофрокартона. При таком способе упаковки гарантируется 100% сохранность купленной вами картины.
www.livemaster.ru
Экологически чистые материалы для строительства, отделки и декора: что нам стоит экодом построить?
Комплексная проверка помещений на экологичность позволит обезопасить себя и своих близких от вредоносных факторов.
Приступая к строительству дома в первую очередь стоит позаботиться о выборе экологически-чистого земельного участка.
Проверить участок….
Экспертиза воды, почвы или воздуха позволит выявить возможные химические и микробиологические загрязнения.
Где заказать проверку?
Здоровье превыше всего! Все виды экологических исследований с рекомендациями по устранению вредоносных факторов.
Подробнее…
В современных условиях, выбирая строительные и отделочные материалы, нужно думать не только об их внешнем виде, прочности и стоимости, но и о безопасности. Токсичные элементы, которые незаметно выделяют некачественные покрытия, деревоплиты, краски, мебель, способны отравлять атмосферу в помещениях, нанося существенный вред здоровью.
То ли мы подразумеваем, когда говорим об экологически чистых и безопасных материалах? Правильный ли смысл вкладываем в эти понятия? И что из себя представляют современные экокраски, экообои и экоблоки? Давайте разберемся детально.
Экологичные материалы – залог здоровья и долголетия
Многие люди, купив новую мебель, настенные, потолочные или напольные покрытия, начинают ощущать неприятный запах в помещении и жаловаться на недомогание. Это повод проверить воздух на присутствие формальдегида и других токсичных веществ. Канцерогены могут выделяться даже из обычного поролона через 10 лет после покупки мягкой мебели. Именно поэтому старые диваны и кресла необходимо менять. Особенное внимание следует уделить материалам и мебели в помещениях, где подолгу находятся дети. Экологичными считаются такие стройматериалы, которые не ухудшают внутренний микроклимат в доме или квартире.
На заметку! Избегайте материалов, обладающих «суперсвойствами» – повышенной прочностью, огнеупорностью, стойкостью к выцветанию. Все эти удивительные качества обычно достигаются за счет использования в составе сложных химических соединений.
Делая закупки для строительства и ремонта, обращайте внимание на маркировку, которая указывает на возможность выделения вредных веществ в окружающую среду. Так, экологичные свойства строительных и отделочных материалов может подтвердить, например, маркировка EcoMaterial. Продукцию экопроизводителей также можно найти в каталоге GREEN BOOK (greenbook.pro).
Экологические строительные материалы
…Для возведения стен
В этих целях можно рекомендовать следующие традиционные экологичные материалы:
- Силикатный или глиняный кирпич, которые изготавливаются из натуральных компонентов: смеси известняка с песком, глины. Кирпич – один из самых надежных и эстетичных стройматериалов.
- Натуральное дерево в виде профилированного бруса или оцилиндрованного бревна. Требует обработки антибиотиками для защиты от паразитов и микроорганизмов. После обработки прослужит долго.
- Натуральный камень. Если вести речь о натуральных стройматериалах высокой прочности, камень будет среди них первым. Полностью каменный дом стоит дорого и потребует мощного фундамента, поэтому если вы планируете несколько этажей, разумно будет использовать камень только для строительства первого.
Несмотря на то, что современные технологии производства стройматериалов обычно связывают с использованием пластиков и синтетических покрытий, существуют также новые экологически чистые материалы, пригодные для строительства дач, хозяйственных построек, а зачастую и капитальных домов:
- Керамическая пена (керпен) – новый высокопористый стройматериал, который производится из легкоплавких глин, цеолитов, перлитов, базальтов, а также отработанных горных пород. Более прочен, чем кирпич, при этом весит значительно меньше. Пригоден для строительства домов.
- Зидарит – строительные плиты, которые состоят на 90% из древесной стружки и на остальные 10% – из жидкого стекла и цемента. Они могут использоваться при строительстве капитальных домов в качестве опалубки, конструкционно-строительного материала, утеплителя.
- Камышит, соломит. Легкие и прочные блоки из камыша или соломы, в которых в качестве связующего используется глина. Из камышита и соломита в теплом климате могут быть построены небольшие фермерские дома, а в холодном – хозяйственные постройки. Эти материалы могут также использоваться в качестве утепляющего слоя при строительстве капитального дома из деревянных досок или кирпича.
- Геокар – шумопоглощающие и теплоизолирующие блоки, изготовленные из торфа с добавлением древесной стружки. Обладают высокими бактерицидными свойствами: уничтожают туберкулезную палочку и ряд других вредных микроорганизмов. Пригодны для постройки зданий высотой до трех этажей. Сходными свойствами обладают грунтоблоки, которые имеют немного другой состав: помимо торфа в них могут входить хвоя и зола.
…Для утепления
Современные экологичные утеплители могут изготавливаться из целлюлозы (эковаты), базальта, вспененной стекломассы (пеностекла), древесных плит (волны), минеральной ваты (УРСА).
…Для крыш
Классическими экологически чистыми материалами для кровли являются керамическая и металлочерепица, листовая медь. Они способны прослужить более 50 лет. Менее долговечные решения – мягкие кровельные материалы на основе битума, которые выпускаются в форме волокнистого листа или черепицы. Их преимуществом является возможность вторичной переработки. Некоторые производители предоставляют гарантию на битумную черепицу до 60 лет.
Экологические отделочные материалы
Построить экологичный дом недостаточно: неправильный выбор отделочных материалов может свести ваши старания к нулю. Изучите состав материала на упаковке, в нем не должно быть нефтепродуктов. Если информация о рецептуре не указана, материал приобретать не следует.
- Отделка стен, потолка, оконных рам, дверей. Краски должны быть произведены на основе натуральных масел, смол, молочного казеина, глины, растительных и земляных пигментов. Следует отказаться от быстросохнущих шпаклевок и шпатлевок, которые могут выделять фенол. Отдавайте предпочтение натуральным продуктам, содержащим известку, олифу, природный клей. Обои следует выбирать бумажные, текстильные или пробковые. Имейте также в виду, что экологичный обойный клей изготавливается на основе крахмала. Если сделали выбор в пользу натяжных потолков – отдавайте предпочтение натуральным тканевым покрытиям.
- Напольные покрытия. Натуральный паркет и паркетная доска, а также пробковые покрытия считаются наиболее экологичными. Однако будьте внимательны к составу паркетного лака, мастики, защитных покрытий – они могут содержать токсичные вещества. Избегайте быстросохнущих лаков, лучше выбрать лак на водной основе.
Экологичная мебель
Экологичной может считаться мебель, полностью сделанная из дерева, бамбука, ротанга, а также мягкая мебель с натуральной кожаной или тканевой обивкой. Главное условие безопасности – отсутствие в составе формальдегида или других вредных веществ. Имейте в виду, что обивка с пометкой «пятноустойчива» может содержать токсичную пропитку, а винилискожа – фталаты. Для набивки мебели должны быть использованы натуральные экологичные материалы: шерсть, хлопок или латекс. Мебель из кованого металла также безопасна.
Позаботьтесь о здоровье вашей семьи! Ощущая регулярное недомогание после ремонта в квартире или покупки новой мебели, стоит как можно скорее выяснить, что стало его источником. Для этого могут потребоваться химический и микробиологический анализы воздуха, анализ материалов, радиационные замеры.
www.kp.ru
— Удивительные искусственные материалы нашего времени
Информационный поток сейчас настолько мощный, что даже очень интересные данные порой не попадают в поле зрения человека. А ведь в мире есть огромное количество интересных вещей, о которых стоит знать.
Например, о необычных искусственных материалах, созданных человеков XX и XXI веков. Давайте узнаем о некоторых таких материалах.
1. Старлит
Честно говоря, я только недавно узнал об этом материале. Старлит — пластик, созданный достаточно давно, а его свойства просто удивительны. Вот, например, видео с демонстрацией возможностей старлита.
После этого выступления по ТВ, с ученым, создавшим старлит связались сотрудники некоторых университетов, решив проверить возможности материала. ОКазалось, что они просто невероятны, старлит выдерживает огромную температуру, оставаясь при этом практически неповрежденным. При этом старлит нетоксичен даже при очень высокой температуре, и очень легкий.
К сожалению, создатель старлита умер в 2011 году, так и не запатентовав свое детище. Плюс ко всему, секрет создания материала, как это принято говорить, ушел с ним в могилу.
2. Аэрогель
Это действительно гель, с очень малой плотностью. При этом аэрогель является довольно прочным материалом, гораздо более прочным, чем некоторые прочие материалы с подобной плотностью. Он — чрезвычайно эффективный теплоизолятор. Например, тонкую пластину аэрогеля можно нагревать с одной стороны, а с другой он будет осаваться холодным.
Еще интересно то, что аэрогель отталкивает воду, и поглощает нефть. На этом свойстве материала базируется намерение ученых создать надежное средство для борьбы с нефтяными пятнами.
3. BacillaFilla
Это не материал, а микроорганизм, бактерия, которая выделяет особого рода цементирующее вещество. Все звучит не очень интересно, но стоит вспомнить, что некоторые здания, базирующиеся на бетонном фундаменте, сносят только потому, что фундамент «устал».
И во многих случаях починить его нет никакой возможности. А вот BacillaFilla — бактерия, которая выделяет вещество, способное надежно зацементировать прорехи в «уставшем» бетоне. В результате можно сэкономить огромное количество денег и человеко-часов.
пока что непонятно, когда эта бактерия пойдет в дело, но ее возможности сейчас оценивают ученые со всего мира.
4. D3o
Еще один уникальный материал, который назвали коротко — D3o. В этом материале молекулы находятся в свободном движении в обычных условиях, фиксируясь при ударе. Материал этот напоминает смесь кукурузного крахмала и воды. При этом из материала можно делать защитную одежду, выдерживающую значительные нагрузки.
Ну, например, шапка из D3o способна принять на себя удар лопатой, оставив голову человека неповрежденной.
Удивительно.
xage.ru
Материалы будущего, которые можно использовать уже сегодня
Легкий металл, который не тонет в воде, ткань, которая меняет цвет по первому требованию, гель не тяжелее воздуха — мы выбрали пять футуристических материалов, которые с легкостью можно использовать уже сейчас. А вдруг именно вам придет в голову идея, какой инновационный объект из этих материалов создать?
Металл, похожий на воздушный шоколад
Пенометалл — прочный и легкий материал с теплопроводностью в разы ниже, чем у металла, из которого он изготовлен. Вспенивают алюминий, сталь, латунь, титан и различные сплавы.
Производят подобные материалы с 1990-х годов, но с совершенствованием технологии они приобретают все более невероятные свойства. Например, некоторые образцы могут останавливать бронебойные пули, сжиматься до 80 процентов от своего размера под воздействием веса или держаться на поверхности воды. Способов получения металлопены очень много — можно пропускать горячий газ через расплавленный металл, использовать реактивы, выделяющие газ при нагревании, или формы из полиуретановой пены.
Металлическую пену применяют в авиа- и машиностроении, в теплоизоляции и для производства легких ударопрочных деталей. Примечательно, что пенометалл легко обрабатывается, разрезается, склеивается со стеклом и другими материалами, а значит, его можно использовать и в декоративных целях.
Гель, в котором жидкость заменили газом
Аэрогель — прекрасный теплоизолятор, прозрачный прочный материал, который на 98% состоит из воздуха, а значит — почти полностью невесом. Производят его на основе диоксида кремния, глиноземов, оксидов олова или хрома.
Аэрогель впервые был синтезирован еще в 1931 году американским химиком Стивеном Кистлером, а уже в 1990-х годах был создан аэрогель на основе углерода. Производство аэрогеля трудозатратное, но не очень сложное: сначала гель полимеризуют, потом с помощью спирта обезвоживают и высушивают в специальном аппарате с помощью углекислого газа. Из-за рекордно низкой плотности аэрогель выглядит как прозрачный голубоватый воздух.
Применяют аэрогель для теплоизоляции скафандров космонавтов, в куртках альпинистов и в промышленной теплоизоляции. Слой аэрогеля толщиной в 2,5 см способен защитить от жара паяльника или газовой горелки.
В интерьере такой гель можно использовать, например, для создания эффекта левитации объектов, а также для продвинутой теплоизоляции.
Та же бумага, только из известняка
Каменная бумага — это белоснежный прочный водонепроницаемый материал, писать на котором даже приятнее, чем на обычной бумаге. Производят его из карбоната кальция (основы мела и известняка) и нетоксичной смолы с добавлением полиэтилена низкого давления.
Первый каменный лист был произведен в 1990-х годах компанией Taiwan Lung Meng Technology Co.; с тех пор каменная бумага была запатентована более чем в сорока странах. При производстве каменной бумаги не требуется вода, кислоты и отбеливание, поэтому ее изготовление может стать альтернативой токсичному производству целлюлозы и способствовать уменьшению вырубки лесов (для производства каменной бумаги используются отходы известедобывающей промышленности). Необычная бумага легко поддается переработке, а в природе довольно быстро распадается на компоненты.
Такая бумага подходит для всех видов печати. Ее можно применять для производства любых изделий — от блокнотов и книг до упаковки и светильников.
Умная одежда (или обивка для кресла)
В широком смысле, наноткань — это любая ткань, произведенная с применением нанотехнологий. Видов наноткани очень много: существуют легкие ткани с титановым или алюминиевым напылением; ткани со светодиодными экранами; ткани с полимерными чипами; бронированные ткани, выдерживающие невероятные нагрузки; водостойкие, пылезащитные ткани; лечебные ткани.
Первые наноткани появились еще в начале 1990-х годов, и с тех пор ткани с новыми свойствами изобретаются постоянно. Чтобы перечислить их все, придется написать отдельную книгу, правда, пока она будет издаваться, уже появятся новые материалы. Вообще, если придумать необычное свойство для ткани и погуглить его, скорее всего, окажется, что прототип такой ткани уже существует. Производят наноткань из нанотрубок, или вшивая другие материалы в саму текстуру ткани, или напыляя, например, металл на обычную ткань. Что сшить из наноткани — вопрос вашей фантазии и финансовых возможностей.
Материалы из грибного мицелия
Контролируемо размножая мицелий, а затем засушивая его, можно получить материал самой неожиданной формы и структуры: от искусственной кожи до блоков для строительства. То есть мебель или другие объекты можно просто вырастить из грибов.
Впервые посевной мицелий из спор шампиньона был получен чуть больше ста лет назад. Для производства экомебели и строительных блоков его начали активно использовать только в новом тысячелетии. Предметы из мицелия полностью экологичные, очень прочные и легкие. Кроме того, они влагостойкие, негорючие, а внешне напоминают пенопласт.
Чтобы сделать объект из мицелия, его смешивают с органическими отходами — например, шелухой от круп или сахаросодержащими продуктами. Смесь выращивают на каркасе и измельчают, а уже потом придают ей нужную форму. Чтобы материал стал прочным, его обжигают или подвергают другим видам обработки. Например, искусственную кожу из мицелия подвергают дублению.
Использовать современные технологии можно не только на благо тяжелой промышленности, освоения космоса и военного обеспечения. Применяя современные технологии в дизайне повседневных вещей, мы можем улучшить экологию, изменить мир вокруг и просто сделать будущее ближе.
design-mate.ru
самые прочные и твердые материалы, известные науке
Окружающий нас мир таит в себе еще множество загадок, но даже давно известные ученым явления и вещества не перестают удивлять и восторгать. Мы любуемся яркими красками, наслаждаемся вкусами и используем свойства всевозможных веществ, делающих нашу жизнь комфортнее, безопаснее и приятнее. В поисках самых надежных и крепких материалов человек совершил немало восторгающих открытий, и перед вами подборка как раз из 25 таких уникальных соединений!25. Алмазы
Фото: pixabay
Об этом точно знают если не все, то почти все. Алмазы – это не только одни из самых почитаемых драгоценных камней, но и один из самых твердых минералов на Земле. По шкале Мооса (шкала твёрдости, в которой оценка дается по реакции минерала на царапание) алмаз числится на 10 строчке. Всего в шкале 10 позиций, и 10-ая – последняя и самая твердая степень. Алмазы такие твердые, что поцарапать их можно разве что другими алмазами.
24. Ловчие сети паука вида Caerostris darwini
Фото: pixabay
В это сложно поверить, но сеть паука Caerostris darwini (или паук Дарвина) крепче стали и тверже кевлара. Эту паутину признали самым твердым биологическим материалом в мире, хотя сейчас у нее уже появился потенциальный конкурент, но данные еще не подтверждены. Паучье волокно проверили на такие характеристики, как разрушающая деформация, ударная вязкость, предел прочности и модуль Юнга (свойство материала сопротивляться растяжению, сжатию при упругой деформации), и по всем этим показателям паутина проявила себя удивительнейшим образом. Вдобавок ловчая сеть паука Дарвина невероятно легкая. Например, если волокном Caerostris darwini обернуть нашу планету, вес такой длинной нити составит всего 500 граммов. Таких длинных сетей не существует, но теоретические подсчеты просто поражают!
23. Аэрографит 
Фото: BrokenSphere
Эта синтетическая пена – один из самых легких волокнистых материалов в мире, и она представляет собой сеть углеродных трубочек диаметром всего в несколько микронов. Аэрографит в 75 раз легче пенопласта, но при этом намного прочнее и пластичнее. Его можно сжать до размеров, в 30 раз меньших первоначального вида, без какого-либо вреда для его чрезвычайно эластичной структуры. Благодаря этому свойству аэрографитная пена может выдержать нагрузку, в 40 000 раз превышающую ее собственный вес.
22. Палладиевое металлическое стекло
Фото: pixabay
Команда ученых их Калифорнийского технического института и Лаборатории Беркли (California Institute of Technology, Berkeley Lab) разработала новый вид металлического стекла, совместивший в себе практически идеальную комбинацию прочности и пластичности. Причина уникальности нового материала кроется в том, что его химическая структура успешно скрадывает хрупкость существующих стеклообразных материалов и при этом сохраняет высокий порог выносливости, что в итоге значительно увеличивает усталостную прочность этой синтетической структуры.
21. Карбид вольфрама
Фото: pixabay
Карбид вольфрама – это невероятно твердый материал, обладающий высокой износостойкостью. В определенных условиях это соединение считается очень хрупким, но под большой нагрузкой оно показывает уникальные пластические свойства, проявляющиеся в виде полос скольжения. Благодаря всем этим качествам карбид вольфрама используется в изготовлении бронебойных наконечников и различного оборудования, включая всевозможные резцы, абразивные диски, свёрла, фрезы, долота для бурения и другие режущие инструменты.
20. Карбид кремния
Фото: Tiia Monto
Карбид кремния – один из основных материалов, используемых для производства боевых танков. Это соединение известно своей низкой стоимостью, выдающейся тугоплавкостью и высокой твердостью, и поэтому оно часто используется в изготовлении оборудования или снаряжения, которое должно отражать пули, разрезать или шлифовать другие прочные материалы. Из карбида кремния получаются отличные абразивы, полупроводники и даже вставки в ювелирные украшения, имитирующие алмазы.
19. Кубический нитрид бора
Фото: wikimedia commons
Кубический нитрид бора – это сверхтвердый материал, по своей твердости схожий с алмазом, но обладающий и рядом отличительных преимуществ – высокой температурной устойчивости и химической стойкости. Кубический нитрид бора не растворяется в железе и никеле даже под воздействием высоких температур, в то время как алмаз в таких же условиях вступает в химические реакции достаточно быстро. На деле это выгодно для его использования в промышленных шлифовальных инструментах.
18. Сверхвысокомолекулярный полиэтилен высокой плотности (СВМПЭ), марка волокон «Дайнима» (Dyneema)
Фото: Justsail
Полиэтилен с высоким модулем упругости обладает чрезвычайно высокой износостойкостью, низким коэффициентом трения и высокой вязкостью разрушения (низкотемпературная надёжность). Сегодня его считают самым прочным волокнистым веществом в мире. Самое удивительное в этом полиэтилене то, что он легче воды и одновременно может останавливать пули! Тросы и канаты из волокон Дайнима не тонут в воде, не нуждаются в смазке и не меняют свои свойства при намокании, что очень актуально для судостроения.
17. Титановые сплавы
Фото: Alchemist-hp (pse-mendelejew.de)
Титановые сплавы невероятно пластичные и демонстрируют удивительную прочность во время растяжения. Вдобавок они обладают высокой жаропрочностью и коррозионной стойкостью, что делает их крайне полезными в таких областях, как авиастроение, ракетостроение, судостроение, химическое, пищевое и транспортное машиностроение.
16. Сплав Liquidmetal
Фото: pixabay
Разработанный в 2003 году в Калифорнийском техническом институте (California Institute of Technology), этот материал славится своей силой и прочностью. Название соединения ассоциируется с чем-то хрупким и жидким, но при комнатной температуре оно на самом деле необычайно твердое, износостойкое, не боится коррозии и при нагревании трансформируется, как термопласты. Основными сферами применения пока что являются изготовление часов, клюшек для гольфа и покрытий для мобильных телефонов (Vertu, iPhone).
15. Наноцеллюлоза
Фото: pixabay
Наноцеллюлозу выделяют из древесного волокна, и она представляет собой новый вид деревянного материала, который прочнее даже стали! Вдобавок наноцеллюлоза еще и дешевле. Инновация имеет большой потенциал и в будущем может составить серьезную конкуренцию стеклу и углеволокну. Разработчики считают, что этот материал вскоре будет пользоваться большим спросом в производстве армейской брони, супергибких экранов, фильтров, гибких батареек, абсорбирующих аэрогелей и биотоплива.
14. Зубы улиток вида «морское блюдечко»
Фото: pixabay
Ранее мы уже рассказали вам о ловчей сети паука Дарвина, которую некогда признали самым прочным биологическим материалом на планете. Однако недавнее исследование показало, что именно зубы морского блюдечка – наиболее прочная из известных науке биологических субстанций. Да-да, эти зубки прочнее паутины Caerostris darwini. И это неудивительно, ведь крошечные морские создания питаются водорослями, растущими на поверхности суровых скал, и чтобы отделить пищу от горной породы, этим зверькам приходится потрудиться. Ученые полагают, что в будущем мы сможем использовать пример волокнистой структуры зубов морских блюдечек в машиностроительной промышленности и начнем строить автомобили, лодки и даже воздушные суда повышенной прочности, вдохновившись примером простых улиток.
13. Мартенситно-стареющая сталь
Фото: pixabay
Мартенситно-стареющая сталь – это высокопрочный и высоколегированный сплав, обладающий превосходной пластичностью и вязкостью. Материал широко распространен в ракетостроении и используется для изготовления всевозможных инструментов.
12. Осмий
Фото: Periodictableru / www.periodictable.ru
Осмий – невероятно плотный элемент, и благодаря своей твердости и высокой температуре плавления он с трудом поддается механической обработке. Именно поэтому осмий используют там, где долговечность и прочность ценятся больше всего. Сплавы с осмием встречаются в электрических контактах, ракетостроении, военных снарядах, хирургических имплантатах и применяются еще во многих других областях.
11. Кевлар
Фото: wikimedia commons
Кевлар – это высокопрочное волокно, которое можно встретить в автомобильных шинах, тормозных колодках, кабелях, протезно-ортопедических изделиях, бронежилетах, тканях защитной одежды, судостроении и в деталях беспилотных летательных аппаратов. Материал стал практически синонимом прочности и представляет собой вид пластика с невероятно высокой прочностью и эластичностью. Предел прочности кевлара в 8 раз выше, чем у стального провода, а плавиться он начинает при температуре в 450℃.
10. Сверхвысокомолекулярный полиэтилен высокой плотности, марка волокон «Спектра» (Spectra)
Фото: Tomas Castelazo, www.tomascastelazo.com / Wikimedia Commons
СВМПЭ – это по сути очень прочный пластик. Спектра, марка СВМПЭ, – это в свою очередь легкое волокно высочайшей износостойкости, в 10 раз превосходящее по этому показателю сталь. Как и кевлар, спектра используется в изготовлении бронежилетов и защитных шлемов. Наряду с СВМПЭ марки дайнимо спектра популярна в судостроении и транспортной промышленности.
9. Графен
Фото: pixabay
Графен – это аллотропная модификация углерода, и его кристаллическая решетка толщиной всего в один атом настолько прочная, что она в 200 раз тверже стали. Графен с виду похож на пищевую пленку, но порвать его – практически непосильная задача. Чтобы пробить графеновый лист насквозь, вам придется воткнуть в него карандаш, на котором должен будет балансировать груз весом с целый школьный автобус. Удачи!
8. Бумага из углеродных нанотрубок
Фото: pixabay
Благодаря нанотехнологиям ученым удалось сделать бумагу, которая в 50 тысяч раз тоньше человеческого волоса. Листы из углеродных нанотрубок в 10 раз легче стали, но удивительнее всего то, что по прочности они превосходят сталь в целых 500 раз! Макроскопические пластины из нанотрубок наиболее перспективны для изготовления электродов суперконденсаторов.
7. Металлическая микрорешетка
Фото: pixabay
Перед вами самый легкий в мире металл! Металлическая микрорешетка – это синтетический пористый материал, который в 100 раз легче пенопласта. Но пусть его внешний вид не вводит вас в заблуждение, ведь эти микрорешетки заодно и невероятно прочные, благодаря чему они обладают большим потенциалом для использования во всевозможных инженерных областях. Из них можно изготавливать превосходные амортизаторы и тепловые изоляторы, а удивительная способность этого металла сжиматься и возвращаться в своё первоначальное состояние позволяет использовать его для накопления энергии. Металлические микрорешетки также активно применяются в производстве различных деталей для летательных аппаратов американской компании Boeing.
6. Углеродные нанотрубки
Фото: User Mstroeck / en.wikipedia
Выше мы уже рассказывали про сверхпрочные макроскопические пластины из углеродных нанотрубок. Но что же это за материал такой? По сути это свернутые в трубку графеновые плоскости (9-ый пункт). В результате получается невероятно легкий, упругий и прочный материал широкого спектра применения.
5. Аэрографен
Фото: wikimedia commons
Известный также как графеновый аэрогель, этот материал чрезвычайно легкий и прочный одновременно. В новом виде геля жидкая фаза полностью заменена на газообразную, и он отличается сенсационной твердостью, жаропрочностью, низкой плотностью и низкой теплопроводностью. Невероятно, но графеновый аэрогель в 7 раз легче воздуха! Уникальное соединение способно восстанавливать свою изначальную форму даже после 90% сжатия и может впитывать такое количество масла, которое в 900 раз превышает вес используемого для абсорбции аэрографена. Возможно, в будущем этот класс материалов поможет в борьбе с такими экологическими катастрофами, как разливы нефти.
4. Материал без названия, разработка Массачусетского технологического института (MIT) 
Фото: pixabay
Пока вы читаете эти строки, команда ученых из MIT работает над усовершенствованием свойств графена. Исследователи заявили, что им уже удалось преобразовать двумерную структуру этого материала в трехмерную. Новая графеновая субстанция еще не получила своего названия, но уже известно, что ее плотность в 20 раз меньше, чем у стали, а ее прочность в 10 раз выше аналогичной характеристики стали.
3. Карбин
Фото: Smokefoot
Хоть это и всего лишь линейные цепочки атомов углерода, карбин обладает в 2 раза более высоким пределом прочности, чем графен, и он в 3 раза жестче алмаза!
2. Нитрид бора вюрцитной модификации
Фото: pixabay
Это недавно открытое природное вещество формируется во время вулканических извержений, и оно на 18% тверже алмазов. Впрочем, алмазы оно превосходит еще по целому ряду других параметров. Вюрцитный нитрид бора – одна из всего 2 натуральных субстанций, обнаруженных на Земле, которая тверже алмаза. Проблема в том, что таких нитридов в природе очень мало, и поэтому их непросто изучать или применять на практике.
1. Лонсдейлит
Фото: pixabay
Известный также как алмаз гексагональный, лонсдейлит состоит из атомов углерода, но в случае данной модификации атомы располагаются несколько иначе. Как и вюрцитный нитрид бора, лонсдейлит – превосходящая по твердости алмаз природная субстанция. Причем этот удивительный минерал тверже алмаза на целых 58%! Подобно нитриду бора вюрцитной модификации, это соединение встречается крайне редко. Иногда лонсдейлит образуется во время столкновения с Землей метеоритов, в состав которых входит графит.
bugaga.ru