Сиз тешиктүү материал жөнүндө канчалык билесиз?

Тешиктүү материалдар денеңиздеги сөөктөн тартып кофе кайнаткычыңыздагы чыпкага чейин бардык жерде бар.

Бирок кантип тешиктерге толгон нерсе мынчалык маанилүү болушу мүмкүн? Жооп ортосундагы татаал бийде жатат

катуу материалдын өзү жана анын ичиндеги тешикчелердин кеңири тармагы. Бул өз ара уникалдуу касиеттерди жаратат

медицина, энергияны сактоо, жада калса космосту изилдөө сыяктуу ар түрдүү тармактарда төңкөрүш жасаган.

Кичинекей чөнтөктөрү, көзгө көрүнбөгөн туннелдери жана микроскопиялык көңдөйлөрү бар материалды элестетиңиз. Бул кемчиликтер эмес

– булар көзөнөктүү материалдардын аныктоочу өзгөчөлүгү жана алар таң калыштуу сандагы ачкычты карманышат

ар кандай тармактар ​​боюнча жетишкендиктер.

Сиз космонавттар Эл аралык космос станциясында таза аба менен кантип дем алаары жөнүндө ойлонуп көрдүңүз беле? Же кантип илимпоздор

жеңил, күчтүү курулуш материалдарын түзө алабы? Жооп сизди таң калтырышы мүмкүн - мунун баары укмуштуудай

көзөнөктүү материалдардын дүйнөсү. Келиңиз, бул тешик кереметтеринин артындагы кызыктуу илимге терең үңүлүңүз!

Тешиктүү материалдар деген эмне?

Алардын өзөгүндө, тешиктүү материалдар жөн эле тешикчелер менен толтурулган материалдар - алардын структурасындагы кичинекей боштуктар же боштуктар.

Бул тешикчелер микроскопиялык нанометрден (метрдин миллиарддан бир бөлүгү) чоңго чейин өлчөмү боюнча кескин түрдө өзгөрүшү мүмкүн.

миллиметрлик көңдөйлөр (метрдин миңден бири). Өлчөмү, формасы жана бул тешикчелердин бири-бирине кантип байланышы бар

материалдын касиеттерин аныктоодо маанилүү ролду ойнойт.

Көңүл ачуунун эки негизги түрү бар:

* Ачык клетканын көзөнөктүүлүгү:

Губканы элестетиңиз. Бул негизинен ачык клетканын көзөнөктүүлүгү.тешикчелер суюктуктарды жол, бири-бири менен байланышкан

алар аркылуу оңой агып кетүү. Кофе фильтрлери,көбүктөр жана сөөктүн кээ бир түрлөрү ачык клеткалуу материалдардын мисалы болуп саналат.

* Жабык клетканын көзөнөктүүлүгү:

Бул жерде тешикчелер бири-бирине туташкан эмес, катуу материалдын ичиндеги обочолонгон көбүкчөлөр. Ойлонуңуз а

пемза таш – тешиктерге толгон, бирок суу алардын арасына өтө албайт. Полистирол таңгактоо жержаңгак жана

кээ бир жанар тоо тектери жабык клеткалуу материалдардын мисалы болуп саналат.

Материалдын көзөнөктүүлүгүнүн түрүн жана өзгөчөлүктөрүн түшүнүү менен окумуштуулар жана инженерлер долбоорлой алышат

конкреттүү колдонмолор үчүн материалдар. Бул кандайча жасалганын кийинки бөлүмдө карап чыгабыз!

Тешиктүү материалдын түрлөрү

дүйнөсүтешиктүү материалдаркенен жана табигый жана синтетикалык материалдардын кеңири спектрин камтыйт.

Бул жерде алардын келип чыгышына же курамына жараша классификацияланган эң кеңири таралган түрлөрүнүн кээ бирлери:

Табигый тешиктүү материалдар:

Тоо тектери жана минералдары:

Кумдук, пемза жана цеолиттер жаратылышта пайда болгон көзөнөктүү тектердин кээ бир мисалдары болуп саналат.

Бул материалдар фильтрацияда, курулуш агрегаттарында, ал тургай улам мышыктын таштандысында колдонулат

алардын ар кандай тешик өлчөмдөрү жана бетинин аянттары.

 

 

Биологиялык материалдар:

Сөөк, жыгач жана тыгындар уникалдуу касиеттери бар табигый тешиктүү материалдар. Мисалы, сөөк,

күчтүү жана ийкемдүүлүктү камсыз кылган ачык клеткалуу татаал түзүлүшкө ээ, ал эми жыгачтын көзөнөктүүлүгү мүмкүндүк берет

өсүмдүктөрдө суу жана азык ташуу үчүн.

 

 

Синтетикалык тешиктүү материалдар:

Полимерлер:

Полиуретан жана полистирол сыяктуу полимердик көбүктөр таңгактоо, жылуулоо,

жана абаны кармап турган жабык клетка түзүлүшүнөн улам жумшартуу.

 

 

Полиуретан пено

 

 

Керамика:

Бул инженердик материалдар башкарылуучу тешикче түзүлүшү менен иштелип чыгышы мүмкүн, бул аларды идеалдуу кылуу үчүн

чыпкалоочу мембраналар, катализаторлор жана күйүүчү май клеткалары сыяктуу колдонмолор.

Керамикалык чыпкалоочу мембрана

 

Металлдар:

Тешиктүү металлдар жеңил курулуш материалдары жана биомедициналык имплантаттар сыяктуу тармактарда күч алууда

алардын жогорку күч-салмак катышы жана конкреттүү муктаждыктар үчүн алардын көзөнөктүүлүгүн ылайыкташтыруу жөндөмдүүлүгүнө байланыштуу.

Тешиктүү металл

Металл-органикалык алкактар ​​(MOFs):

Бул дизайнердик материалдар абдан иреттелген жана жөндөлүүчү тешикче түзүлүшү бар синтетикалык кереметтер.

Алар газды сактоодо, бөлүп чыгарууда жана дары-дармектерди жеткирүүдө чоң потенциалга ээ.

Metal Organic Framework (MOF)

Бул тешиктүү материалдарды биз жөн гана көзөнөктүү материалдардын ар түрдүү дүйнөсүнүн үлгүсү катары айттык.

Кеуектүү материалдардын касиеттери

Тешиктүү материалдарда катуу жана боштуктун уникалдуу айкалышы аларга бир катар касиеттерди берет

бул аларды ар кандай колдонмолордо баалуу кылат. Келгиле, кээ бир негизги физикалык, механикалык,

жана тешиктүү материалдардын химиялык касиеттери:

Физикалык касиеттери:

Жыштыгы:

Тешикчелердин болушуна байланыштуу көзөнөктүү материалдар көбүнчө тешиктүү эмес кесиптештерине караганда тыгызыраак.

Бул аларды жеңил кылат, бул аэрокосмостук инженерия жана курулуш сыяктуу колдонмолордо абдан маанилүү.

Азыраак тыгыз тешиктүү материал менен тыгызыраак тешиктүү эмес материал

 

*Пророздук пайызы:

Бул маани материалдын ичиндеги боштуктардын көлөмүн анын жалпы көлөмүнө салыштырат. Жогорку пайыз ачык жана өз ара байланыштагы тешикче түзүмүн көрсөтөт.

* өткөргүчтүк:

Бул касиет материалдын суюктуктарды (газдар же суюктуктар) анын тешикчелери аркылуу өткөрүү мүмкүнчүлүгүн билдирет. Тешикчелердин өлчөмү, формасы жана байланышы өткөргүчтүккө олуттуу таасир этет.

Механикалык касиеттери:

* Күч:

Тешикчелердин болушу кээде материалдын жалпы күчүн азайтышы мүмкүн.

Бирок, тешикче түзүмүн акылдуу инженериялоо менен тешиктүү материалдарды түзө алат

таң калыштуу күч-салмак катышы, аларды жеңил конструкцияда баалуу кылат.

* Ийкемдүүлүк:

Бул касиет материалдын стресс астында канчалык деформацияланышын жана кайра калыбына келишин аныктайт

анын баштапкы формасы. Көзөнөктүүлүк ийкемдүүлүккө жараша татаал жолдор менен таасир этиши мүмкүн

материалдык жана тешик түзүмү.

Химиялык касиеттери:

* Реактивдүүлүк:

Тешикчелер тарабынан түзүлгөн жогорку бетинин аянты аларды тешиктүү эмес материалдарга салыштырмалуу көбүрөөк реактивдүү кыла алат.

Бул катализ сыяктуу колдонмолордо пайдалуу, анда бетинин аянты көбөйөт, химиялык реакцияларга көмөктөшөт.

* Каршылык:

Тешиктүү материалдар белгилүү бир элементтерге же химиялык заттарга туруштук берүү үчүн ылайыкташтырылышы мүмкүн. Мисалы,кээ бир тешиктүү керамика

сонун жылуулук туруктуулугун көрсөтүп, аларды жогорку температурада колдонуу үчүн ылайыктуу кылат.

Бул касиеттердин өз ара аракетин түшүнүү менен окумуштуулар жана инженерлер тешиктүү материалдарды долбоорлой алышат

конкреттүү муктаждыктар. Кийинки бөлүмдө биз бул материалдардын ар кандай тармактарда кантип иштетилгенин көрөбүз!

Кеуектүү материалдардын артыкчылыктары жана кыйынчылыктары

Тешиктүү материалдар ар кандай тармактарда аларды баалуу кылган уникалдуу артыкчылыктардын топтомун сунуштайт. Бул жерде кээ бир негизги артыкчылыктарды карап көрөлү:

* Жогорку бетинин аянты:

Тешикчелердин татаал тармагы кичинекей көлөмдүн ичинде чоң беттик аянтты түзөт. Бул фильтрация, адсорбция жана катализ сыяктуу процесстер үчүн пайдалуу, мында беттин аянты көбөйсө, материал менен суюктуктар/газдар ортосундагы өз ара аракеттенишүүнү күчөтөт.

* Жеңил салмак:

Тешикчелердин бар болгондугуна байланыштуу, көзөнөктүү материалдар көбүнчө тешиктүү эмес кесиптештерине караганда жеңилирээк. Бул аэрокосмостук инженерия жана күйүүчү май үнөмдөөчү унаалар сыяктуу колдонмолордо өтө маанилүү, анда салмагын азайтуу негизги максат болуп саналат.

* Башкарылуучу агымдын касиеттери:

Тешикчелердин өлчөмү, формасы жана байланышы суюктуктар материал аркылуу кантип агып жатканын көзөмөлдөө үчүн ылайыкташтырылышы мүмкүн. Бул так чыпкалоо, көзөмөлгө алынган дары жеткирүү жана газды натыйжалуу бөлүүгө мүмкүндүк берет.

* Ыңгайлаштырылган касиеттери:

Кеңири ассортименттеги материалдарды тешиктүү кылып жасоого болот, ал эми тешикчелердин түзүлүшүнүн өзүн конкреттүү касиеттерге жетүү үчүн инженериялоого болот. Бул ар тараптуулугу илимпоздор ар түрдүү колдонмолор үчүн материалдарды долбоорлоого мүмкүндүк берет.

Бирок, тешиктүү материалдар да кээ бир кыйынчылыктар менен коштолот:

* Күч:

Тешикчелердин болушу материалдын жалпы күчүн азайтышы мүмкүн. Муну жумшартуу үчүн кылдат долбоорлоо жана кайра иштетүү ыкмалары талап кылынат.

* Сынык:

Тешикчелер стресс топтолуу чекиттери катары иш алып барышы мүмкүн, бул материалды жогорку басымдын астында жарылууга же сынууга көбүрөөк сезгич кылат.

* Өндүрүштүн татаалдыгы:

Керектүү тешикче түзүмүн түзүү татаал болушу мүмкүн жана атайын өндүрүш ыкмаларын талап кылат, бул чыгымдарды көбөйтөт.

Дат баспас болоттон жасалган тешиктүү материалдардын атайын колдонулушу

Агломерацияланган дат баспас болоттон жасалгантешиктүү материалдар уникалдуу артыкчылыктары менен тешиктүү материалдын белгилүү бир түрү болуп саналат:

* Жогорку күч жана туруктуулук:

Агломерация, өндүрүш процесси, дат баспас болоттон жасалган бөлүкчөлөрдүн ортосунда күчтүү байланыштарды жаратат, натыйжада бышык жана узакка чыдамдуу материал пайда болот.

* Коррозияга каршылык:

Дат баспас болоттон жасалган коррозияга эң сонун каршылык көрсөтөт, бул материалдарды катаал чөйрөдө же суюктуктарды камтыган колдонмолор үчүн идеалдуу кылат.
*Биологиялык шайкештик: Дат баспас болоттон жасалган айрым сорттор био шайкеш келет, демек, алар адамдын денесине коопсуз имплантацияланат. Бул чыпкалар же сөөк имплантаттары сыяктуу биомедициналык колдонмолор үчүн эшиктерди ачат.

* Ыңгайлаштырылган тешикчелердин түзүлүшү:

Агломерацияланган дат баспас болоттон жасалган тешикчелердин өлчөмү жана бөлүштүрүлүшү так фильтрацияга же суюктук бөлүштүрүүгө мүмкүндүк берүүчү көзөмөлдөнүшү мүмкүн.

Бул касиеттери агломерацияланган дат баспас болоттон жасалган тешиктүү материалдарды ар кандай колдонмолордо баалуу кылат, анын ичинде:

* Фильтрация:

Алар өнөр жай чыпкаларында кеңири колдонулатсуюктуктар жана газдар, өзгөчө жогорку күч жана бышыктык талап колдонмолордо.

* Суюктукту бөлүштүрүү:

Алардын көзөмөлдөнүүчү көзөнөктүүлүгү суюктуктарды хроматография же күйүүчү май клеткалары сыяктуу процесстерде бирдей бөлүштүрүүгө мүмкүндүк берет.

*Тыюу салгычтар:

Татаал тешикчелердин түзүлүшү үн толкундарын эффективдүү басаңдатып, аларды ызы-чууну азайтуу колдонмолорунда пайдалуу кылат.

*Биомедициналык имплантаттар:

Кээ бир класстардын био шайкеш табияты аларды сөөк импланттарына же дары-дармек жеткирүүчү аппараттарга ылайыктуу кылат.

Жогорку күчтүн, коррозияга туруктуулуктун жана жөнгө салынуучу тешиктүү структуранын айкалышы агломерацияланган дат баспас болоттон жасалган тешиктүү материалдарды ар кандай талап кылынган колдонмолордо баалуу активге айлантат.

Тешиктүү материалдарды колдонуу: Иштеги тешиктердин дүйнөсү

Тешиктүү материалдардын уникалдуу касиеттери ар кандай секторлордо колдонуунун кеңири массивине алып келди.

Бул тешик-ж кереметтери кантип ишке ашканына көз чаптырыңыз:

Өнөр жай колдонмолору:

Фильтрация системалары:

Кофе фильтрлеринен массалык өнөр жай чыпкаларына чейин, көзөнөктүү материалдар каалаган бөлүү үчүн абдан маанилүү

аралашмадан компоненттер. Алардын көзөмөлдөнгөн тешикчелердин өлчөмү аларга керексиз бөлүкчөлөрдү кармоого мүмкүндүк берет

каалаган суюктуктун өтүшүнө жол берүү.

Кофе чыпкасы

Катализатор колдойт:

Химиялык реакцияларда катализаторлор процессти тездетет. жогорку бети менен тешиктүү материалдар камсыз кылат

бул катализаторлор үчүн платформа, ар кандай өнөр жай процесстеринде алардын эффективдүүлүгүн жогорулатуу.

Күнүмдүк колдонуу:

Изоляция:

Айнек же пенопласт сыяктуу материалдардын тешикчелеринде камалып калган аба сонун изолятор катары кызмат кылат,

үйүбүздү кышында жылуу, жайында салкын кармайбыз.

 

Fiberglass жылуулоо

Үндү жутуу:

Акустикалык панелдер же үн өткөрбөөчү көбүктөр сыяктуу тешиктүү материалдар жөндөмгө ээ

үн толкундарын сиңирип, ызы-чууну басаңдатып, тынчыраак чөйрөнү түзөт.

Акустикалык панел

Эң алдыңкы колдонмолор:

Биомедициналык инженерия:

Кеуектүү материалдар бул тармакта революция кылып жатат. Мисалы, тешикчелер үчүн колдонулат

кыртыш инженериясы, жаңы клеткалардын өсүүсү үчүн структураны камсыз кылуу жана көзөнөктүү дары жеткирүү

системалар көзөмөлгө алынган түрдө дары-дармектерди чыгара алат.

 

 

кыртыш инженериясы үчүн тешиктүү склад

Аэрокосмикалык:

Жеңил, бирок күчтүү материалдарга болгон муктаждык аэрокосмостук инженерияда өтө маанилүү.

Кеуектүү металлдар учактын жеңил бөлүктөрүн түзүү мүмкүнчүлүгүн изилдеп жатышат

күчүн бузбастан.

Бул бир нече мисалдар - тешиктүү материалдарды колдонуу, чынында эле, ар түрдүү жана

дайыма өнүгүп турат. Илимпоздор менен жаңы жана инновациялык материалдарды иштеп чыгууну улантууда

башкарылуучу тешиктүү структуралар, аларды пайдалануу үчүн мүмкүнчүлүктөр мындан ары да кеңейе берери шексиз!

Корутунду

Бул блогдо биз изилдегенибиздей, көзөнөктүү материалдар илимий жактан гана кызыктуу эмес

келечектүү, бирок ошондой эле укмуштуудай ар тараптуу жана тармактардын кеңири спектринде маанилүү.

Жыгач жана сөөк сыяктуу органикалык материалдардын табигый губкалуулугунан жогорку инженердик көзөнөктүүлүккө чейин

керамика жана металлдар, бул материалдар күнүмдүк буюмдарды жана алдыңкы үлгүдөгү маанилүү ролду ойнойт

технологиялар бирдей.

Келгиле, жаңы чечимдердин кулпусун ачып, тешиктүү материалдар менен изилдөөнү жана инновацияларды уланталы

биздин дүйнөнү өзгөртө турган мүмкүнчүлүктөр. Өзгөчө Poous Sintered дат баспас болоттон жасалган чыпка, эгерде

Көбүрөөк маалымат билгиңиз келсе, HENGKO менен электрондук почта аркылуу байланышыңыз

ka@hengko.comже төмөнкү формада.