Нүх сүвэрхэг материал таны биеийн яснаас эхлээд кофе чанагч дахь шүүлтүүр хүртэл хаа сайгүй байдаг.
Гэхдээ цоорхойгоор дүүрэн зүйл яаж ийм ач холбогдолтой байж чадах вэ? Хариулт нь нарийн төвөгтэй бүжигт оршдог
хатуу материал өөрөө болон түүний доторх нүх сүвний асар том сүлжээ. Энэхүү харилцан үйлчлэл нь өвөрмөц шинж чанарыг бий болгодог
анагаах ухаан, эрчим хүч хадгалах, тэр ч байтугай сансрын хайгуул зэрэг олон талт салбарт хувьсгал хийсэн.
Жижигхэн халаас, үл үзэгдэх хонгил, микроскопийн хөндийтэй материалыг төсөөлөөд үз дээ. Эдгээр нь согог биш юм
– Эдгээр нь сүвэрхэг материалын тодорхойлогч шинж чанар бөгөөд тэдгээр нь гайхалтай тооны түлхүүрийг агуулна
янз бүрийн салбар дахь дэвшил.
Олон улсын сансрын станцад сансрын нисэгчид хэрхэн цэвэр агаараар амьсгалдаг талаар та бодож байсан уу? Эсвэл яаж эрдэмтэд
илүү хөнгөн, бат бөх барилгын материалыг бий болгож чадах уу? Хариулт нь таныг гайхшруулж магадгүй - энэ бүхэн гайхалтай зүйлтэй холбоотой
сүвэрхэг материалын ертөнц. Хүлээж аваад, эдгээр цоорхой гайхамшгуудын цаана байгаа гайхалтай шинжлэх ухааныг судалцгаая!
Сүвэрхэг материал гэж юу вэ?
Үндсэндээ сүвэрхэг материалууд нь нүх сүвээр дүүрсэн материал юм - тэдгээрийн бүтэц доторх жижиг орон зай эсвэл хоосон зай.
Эдгээр нүх сүвүүд нь микроскопийн нанометрээс (метрийн тэрбумын нэг) том хүртэл хэмжээтэй эрс ялгаатай байж болно.
миллиметрийн хэмжээтэй хөндий (мянган метр). Хэмжээ, хэлбэр, эдгээр нүх сүвүүд хэрхэн холбогдсон зэрэг нь бүгд а
материалын шинж чанарыг тодорхойлоход чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
Нүхжилтийн хоёр үндсэн төрлийг анхаарч үзэх хэрэгтэй.
*Нээлттэй эсийн сүвэрхэг чанар:
Хөвөн гэж төсөөлөөд үз дээ. Энэ нь үндсэндээ нээлттэй эсийн сүвэрхэг чанар юм.Нүх сүв нь хоорондоо холбогдож, шингэнийг зөвшөөрдөг
тэдгээрийн дундуур амархан урсах. Кофены шүүлтүүр,хөөс, зарим төрлийн яс нь нээлттэй эсийн материалын жишээ юм.
*Битүү эсийн сүвэрхэг чанар:
Энд нүх сүв нь бие биентэйгээ холбоогүй, хатуу материал доторх тусгаарлагдсан бөмбөлөг юм. А гэж бод
уушгин чулуу - нүхээр дүүрэн боловч ус тэдгээрийн хооронд урсаж чадахгүй. Полистирол савлагаатай газрын самар болон
зарим галт уулын чулуулаг нь битүү эсийн материалын жишээ юм.
Материалын сүвэрхэг байдлын төрөл, шинж чанарыг ойлгосноор эрдэмтэд, инженерүүд дизайн хийх боломжтой
тодорхой хэрэглээний материал. Үүнийг хэрхэн хийх талаар бид дараагийн хэсэгт судлах болно!
Сүвэрхэг материалын төрлүүд
-ийн ертөнцсүвэрхэг материалЭнэ нь өргөн уудам бөгөөд байгалийн болон нийлэг материалын өргөн хүрээг хамардаг.
Гарал үүсэл, найрлагаар нь ангилсан хамгийн түгээмэл төрлүүдийн заримыг энд харуулав.
Байгалийн сүвэрхэг материал:
Чулуулаг ба ашигт малтмал:
Элсэн чулуу, уушгин чулуу, цеолит нь байгалийн сүвэрхэг чулуулгийн зарим жишээ юм.
Эдгээр материалууд нь шүүлтүүр, барилгын дүүргэгч, тэр ч байтугай муурны хог хаягдал зэрэгт ашиглагддаг
тэдгээрийн янз бүрийн нүх сүвний хэмжээ, гадаргуугийн талбайнууд.
Биологийн материал:
Яс, мод, үйсэн бол бүгд өвөрмөц шинж чанартай байгалийн сүвэрхэг материал юм. Жишээ нь яс,
бат бөх, уян хатан байдлыг хангадаг нарийн төвөгтэй нээлттэй эсийн бүтэцтэй бол модны сүвэрхэг чанар нь үүнийг зөвшөөрдөг
ургамал дахь ус, шим тэжээлийг тээвэрлэхэд зориулагдсан.
Синтетик сүвэрхэг материал:
Полимерууд:
Полиуретан, полистирол зэрэг полимер хөөсийг савлагаа, дулаалга,
мөн агаарыг барьж байдаг хаалттай эсийн бүтэцтэй тул зөөлөвч.
Керамик:
Эдгээр инженерийн материалыг хяналттай нүх сүвний бүтэцтэйгээр зохион бүтээх боломжтой тул тэдгээрийг ашиглахад тохиромжтой
шүүлтүүрийн мембран, катализатор, түлшний эс зэрэг хэрэглээ.
Металл:
Сүвэрхэг металлууд нь хөнгөн жинтэй барилгын материал, биоанагаах ухааны имплант зэрэг салбарт хүчээ авч байна
хүч чадал, жингийн харьцаа өндөр, сүвэрхэг чанарыг тусгай хэрэгцээнд тохируулах чадвартай тул.
Металл-Органик хүрээ (МОФ):
Эдгээр загвар зохион бүтээгч материалууд нь өндөр эмх цэгцтэй, тохируулгатай нүхний бүтэцтэй синтетик гайхамшиг юм.
Тэд хий хадгалах, салгах, эм хүргэх асар их нөөцтэй.
Эдгээр сүвэрхэг материалыг бид зөвхөн сүвэрхэг материалын олон янзын ертөнцийн дээжийг дурдсан.
Сүвэрхэг материалын шинж чанар
Сүвэрхэг материал дахь хатуу ба хоосон зайны өвөрмөц хослол нь тэдэнд олон төрлийн шинж чанарыг өгдөг
Энэ нь тэдгээрийг янз бүрийн хэрэглээнд үнэ цэнэтэй болгодог. Зарим үндсэн физик, механик,
ба сүвэрхэг материалын химийн шинж чанар:
Физик шинж чанарууд:
Нягт:
Нүх сүвэрхэг байдаг тул сүвэрхэг материал нь ерөнхийдөө сүвэрхэг бус материалаас бага нягттай байдаг.
Энэ нь тэдгээрийг хөнгөн болгодог бөгөөд энэ нь сансрын инженерчлэл, барилга байгууламж зэрэг хэрэглээнд чухал ач холбогдолтой юм.
*Сүвэрхэг байдлын хувь:
Энэ утга нь материалын нийт эзэлхүүнтэй харьцуулсан хоосон зайны эзэлхүүнийг илэрхийлнэ. Илүү өндөр хувь нь илүү нээлттэй, харилцан уялдаатай нүх сүвний бүтцийг илтгэнэ.
*Нэвчилт:
Энэ шинж чанар нь материалын нүх сүвээр шингэн (хий эсвэл шингэн) нэвтрүүлэх чадварыг хэлнэ. Нүх сүвний хэмжээ, хэлбэр, холболт нь нэвчих чадварт ихээхэн нөлөөлдөг.
Механик шинж чанарууд:
* Хүч:
Нүх сүв байгаа нь заримдаа материалын нийт бат бөх чанарыг бууруулдаг.
Гэсэн хэдий ч нүх сүвний бүтцийг ухаалаг зохион бүтээх нь сүвэрхэг материалыг бий болгож чадна
хүч чадал, жингийн гайхалтай харьцаа нь хөнгөн жинтэй барилгын ажилд үнэ цэнэтэй болгодог.
* Уян хатан чанар:
Энэ шинж чанар нь материал нь стрессийн үед хэр их хэв гажиж, буцаж ирэхийг тодорхойлдог
түүний анхны хэлбэр. Нүх сүвэрхэг чанар нь уян хатан чанараас хамааран нарийн төвөгтэй байдлаар нөлөөлж болно
материал ба нүхний бүтэц.
Химийн шинж чанар:
* Реактив байдал:
Нүх сүвээр үүсгэгдсэн гадаргуугийн өндөр талбай нь сүвэрхэг бус материалтай харьцуулахад илүү идэвхтэй болгодог.
Энэ нь катализ гэх мэт хэрэглээнд давуу талтай бөгөөд гадаргуугийн хэмжээ ихсэх нь химийн урвалыг дэмждэг.
* Эсэргүүцэл:
Сүвэрхэг материалыг тодорхой элемент эсвэл химийн бодисыг эсэргүүцэхийн тулд тохируулж болно. Тухайлбал,зарим сүвэрхэг керамик
маш сайн халуунд тэсвэртэй тул өндөр температурт хэрэглэхэд тохиромжтой.
Шинж чанаруудын харилцан үйлчлэлийг ойлгосноор эрдэмтэд, инженерүүд сүвэрхэг материалыг бүтээх боломжтой
тодорхой хэрэгцээ. Дараагийн хэсэгт бид эдгээр материалыг янз бүрийн салбарт хэрхэн ашиглахыг харах болно!
Сүвэрхэг материалын ашиг тус ба бэрхшээлүүд
Сүвэрхэг материалууд нь янз бүрийн салбарт үнэ цэнэтэй болгодог өвөрмөц давуу талуудыг санал болгодог. Эндээс зарим гол ашиг тусыг авч үзье.
*Өндөр гадаргуутай:
Нүхний нарийн төвөгтэй сүлжээ нь жижиг эзэлхүүн дотор том гадаргууг үүсгэдэг. Энэ нь шүүлтүүр, шингээлт, катализ зэрэг процессуудад ашигтай бөгөөд гадаргуугийн хэмжээ ихсэх нь материал ба шингэн/хийн хоорондын харилцан үйлчлэлийг сайжруулдаг.
*Хөнгөн жин:
Нүх сүвэрхэг байдаг тул сүвэрхэг материал нь ерөнхийдөө сүвэрхэг бус материалаас хөнгөн байдаг. Энэ нь сансрын инженерчлэл, түлшний хэмнэлттэй тээврийн хэрэгсэл зэрэг жинг бууруулах гол зорилго болох хэрэглээнд маш чухал юм.
*Удирдлагатай урсгалын шинж чанарууд:
Нүх сүвний хэмжээ, хэлбэр, холболтыг материалаар дамжуулан шингэн хэрхэн урсахыг хянахын тулд тохируулж болно. Энэ нь нарийн шүүлтүүр, хяналттай эм хүргэх, хий үр дүнтэй ялгах боломжийг олгодог.
* Тохиромжтой шинж чанарууд:
Өргөн хүрээний материалыг сүвэрхэг болгож, нүх сүвний бүтэц нь өөрөө тодорхой шинж чанарыг олж авах боломжтой. Энэхүү олон талт байдал нь эрдэмтдэд янз бүрийн хэрэглээнд зориулж материалыг зохион бүтээх боломжийг олгодог.
Гэсэн хэдий ч сүвэрхэг материал нь зарим бэрхшээлтэй тулгардаг:
* Хүч:
Нүх сүв байгаа нь материалын нийт бат бөх чанарыг бууруулдаг. Үүнийг багасгахын тулд нарийн дизайн, боловсруулалтын техник шаардагдана.
* хугарал:
Нүх нь стрессийг төвлөрүүлэх цэгийн үүрэг гүйцэтгэдэг тул материалыг өндөр даралтын дор хагарах, хугарахад илүү мэдрэмтгий болгодог.
*Үйлдвэрлэлийн нарийн төвөгтэй байдал:
Хүссэн нүхний бүтцийг бий болгох нь нарийн төвөгтэй бөгөөд тусгай үйлдвэрлэлийн техник шаарддаг бөгөөд энэ нь зардлыг нэмэгдүүлдэг.
Зэвэрдэггүй ган сүвэрхэг материалын тусгай хэрэглээ
Зэвэрдэггүй гансүвэрхэг материал нь өвөрмөц давуу талтай сүвэрхэг материал юм.
* Өндөр бат бөх, бат бөх чанар:
Үйлдвэрлэлийн процесс болох синтеринг нь зэвэрдэггүй ган хэсгүүдийн хооронд хүчтэй холбоо үүсгэж, бат бөх, удаан эдэлгээтэй материалыг бий болгодог.
* Зэврэлтэнд тэсвэртэй:
Зэвэрдэггүй ган нь зэврэлтэнд маш сайн тэсвэртэй тул эдгээр материалыг хатуу ширүүн орчин эсвэл шингэнтэй холбоотой хэрэглээнд тохиромжтой болгодог.
*Био нийцтэй байдал: Зарим төрлийн зэвэрдэггүй ган нь био нийцтэй байдаг тул хүний биед аюулгүй суулгаж болно. Энэ нь шүүлтүүр эсвэл ясны суулгац гэх мэт биоанагаах ухааны хэрэглээний үүд хаалгыг нээж өгдөг.
* Тохиромжтой нүхний бүтэц:
Зэвэрдэггүй ган дахь нүх сүвний хэмжээ, тархалтыг хянах боломжтой бөгөөд ингэснээр нарийн шүүлтүүр эсвэл шингэний хуваарилалт хийх боломжтой болно.
Эдгээр шинж чанарууд нь зэвэрдэггүй гангаар хийсэн сүвэрхэг материалыг янз бүрийн хэрэглээнд үнэ цэнэтэй болгодог, үүнд:
*Шүүлтүүр:
Эдгээрийг үйлдвэрлэлийн шүүлтүүрт өргөн ашигладагшингэн ба хий, ялангуяа өндөр хүч чадал, бат бөх чанарыг шаарддаг хэрэглээнд.
* Шингэний хуваарилалт:
Тэдгээрийн хяналттай сүвэрхэг чанар нь хроматограф эсвэл түлшний эс зэрэг процессуудад шингэнийг жигд хуваарилах боломжийг олгодог.
Нарийн төвөгтэй нүх сүвний бүтэц нь дууны долгионыг үр дүнтэй чийгшүүлж, дуу чимээг бууруулах хэрэглээнд ашиглах боломжтой болгодог.
*Био анагаахын суулгац:
Зарим зэрэглэлийн био нийцтэй шинж чанар нь тэдгээрийг ясны суулгац эсвэл эм дамжуулах төхөөрөмжид тохиромжтой болгодог.
Өндөр бат бэх, зэврэлтэнд тэсвэртэй, тохируулах боломжтой нүх сүвний бүтцийг хослуулсан нь зэвэрдэггүй гангаар хийгдсэн сүвэрхэг материалыг янз бүрийн эрэлт хэрэгцээтэй хэрэглээнд үнэ цэнэтэй хөрөнгө болгодог.
Нүх сүвэрхэг материалын хэрэглээ: Ажиллаж буй нүхнүүдийн ертөнц
Сүвэрхэг материалын өвөрмөц шинж чанар нь янз бүрийн салбарт өргөн хүрээний хэрэглээг бий болгосон.
Эдгээр цоорхой гайхамшгууд хэрхэн хэрэгжиж байгааг эндээс харна уу.
Аж үйлдвэрийн хэрэглээ:
Шүүлтүүрийн системүүд:
Кофены шүүлтүүрээс эхлээд үйлдвэрлэлийн асар том шүүлтүүр хүртэл сүвэрхэг материал нь хүссэн зүйлийг ялгахад зайлшгүй шаардлагатай
хольцын бүрэлдэхүүн хэсгүүд. Тэдний хяналттай нүх сүвний хэмжээ нь хүсээгүй тоосонцорыг барьж авах боломжийг олгодог
хүссэн шингэнийг нэвтрүүлэх.
Катализаторын дэмжлэг:
Химийн урвалын хувьд катализатор нь процессыг хурдасгадаг. Өндөр гадаргуутай сүвэрхэг материалаар хангадаг
Эдгээр катализаторуудын платформ нь үйлдвэрлэлийн янз бүрийн процессуудад үр ашгийг нь нэмэгдүүлэх.
Өдөр тутмын хэрэглээ:
Тусгаарлагч:
Шилэн материал эсвэл хөөс зэрэг материалын нүхэнд хуримтлагдсан агаар нь маш сайн тусгаарлагчийн үүрэг гүйцэтгэдэг.
Өвөлдөө дулаахан, зундаа сэрүүн байлгадаг.
Дуу шингээлт:
Акустик хавтан эсвэл дуу чимээ тусгаарлагч хөөс зэрэг сүвэрхэг материал нь ийм чадвартай байдаг
дууны долгионыг шингээж, дуу чимээг намжааж, нам гүм орчин бүрдүүлнэ.
Акустик самбар
Хамгийн сүүлийн үеийн хэрэглээ:
Биоанагаах ухааны инженерчлэл:
Сүвэрхэг материалууд энэ салбарт хувьсгал хийж байна. Жишээлбэл, сүвэрхэг шатыг ашигладаг
эд эсийн инженерчлэл, шинэ эсүүд ургах бүтцийг бий болгож, сүвэрхэг эм өгөх
систем нь эмийг хяналттай байдлаар гаргаж чаддаг.
Сансар:
Сансрын инженерчлэлд хөнгөн атлаа бат бөх материалын хэрэгцээ маш чухал.
Нүх сүвэрхэг металлууд нь онгоцны хөнгөн эд ангиудыг бүтээх боломжийг судалж байна
хүч чадлаа алдахгүйгээр.
Эдгээр нь зөвхөн цөөн хэдэн жишээ юм - сүвэрхэг материалын хэрэглээ нь үнэхээр олон янз байдаг
байнга хөгжиж байдаг. Эрдэмтэд шинэ, шинэлэг материалуудыг үргэлжлүүлэн хөгжүүлсээр байна
хяналттай нүх сүвний бүтэцтэй бол тэдгээрийг ашиглах боломж улам өргөжих нь дамжиггүй!
Дүгнэлт
Энэ блогийн туршид бид судалж үзсэний дагуу сүвэрхэг материал нь зөвхөн шинжлэх ухааны сонирхолтой зүйл биш юм
хэтийн төлөв, гэхдээ бас гайхалтай уян хатан, өргөн хүрээний салбарт зайлшгүй шаардлагатай.
Мод, яс гэх мэт органик материалын байгалийн хөвөн чанараас эхлээд өндөр инженерчлэгдсэн сүвэрхэг чанар хүртэл
керамик болон металлын хувьд эдгээр материалууд нь өдөр тутмын бүтээгдэхүүн, хамгийн сүүлийн үеийн бүтээгдэхүүнүүдэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг
технологиуд адилхан.
Сүвэрхэг материалаар үргэлжлүүлэн судалж, шинийг санаачилж, шинэ шийдлүүдийг нээцгээе
бидний ертөнцийг өөрчилж чадах боломжууд. Тусгай сүвэрхэг нийлэг зэвэрдэггүй ган шүүлтүүр, хэрэв
Дэлгэрэнгүй мэдээлэл авахыг хүсвэл HENGKO-тэй имэйлээр холбогдоно уу
ka@hengko.comэсвэл дараах хэлбэрээр.
Бидэнд мессежээ илгээнэ үү:
Шуудангийн цаг: 2024 оны 4-р сарын 17
