Iako možda ne znate, moderni svijet ima mnogo razloga biti zahvalan cenosferama.
Malo ljudi zna za njihovo postojanje, još manje ljudi zna odakle su. Iako će brzi pogled na Wikipediju, izvor svih izvora, neupućenima reći da je „cenosfera lagana, inertna, šuplja sfera napravljena uglavnom od silicija i aluminijevog oksida te ispunjena zrakom ili inertnim plinom, koji se obično proizvodi kao nusprodukt izgaranja ugljena u termoelektranama. Boja cenosfera varira od sive do gotovo bijele, a njihova gustoća je oko 0,4–0,8 g/cm3 (0,014–0,029 lb/cu in), što im daje veliku uzgonsku snagu.“
Međutim, to malo opisuje pravu ljepotu ovih sićušnih, ali moćnih kuglica letećeg pepela. Jer njihova prava snaga leži u raznolikosti njihove upotrebe. Kako navodi francuski industrijski časopis Industrie & Technologies, „Zbog svoje niske gustoće, male veličine, sfernog oblika, mehaničke čvrstoće, visoke temperature taljenja, kemijske inercije, izolacijskih svojstava i niske poroznosti, mikrosfere [također poznate kao cenosfere] pronalaze širok raspon primjena u industriji. Posebno su [idealne] za ojačavanje materijala ili davanje svojstava otpornosti na koroziju ili toplinske i zvučne izolacije premazima ili bojama. Mogu se opisati kao višenamjenska punila i dobro se integriraju u smole i veziva poput termoplasta i termostvrdnjavajućih materijala.“
Cenosfere u bojama i premazima
Cenosfere se u industriji boja i industrijskih premaza koriste na brojne načine zbog dodatnih svojstava koja pružaju. Na primjer, cenosfere se često koriste u premazima za kontrolu infracrvenog zračenja, što tim premazima daje prednost u odnosu na one koji samo pokušavaju ograničiti toplinsku vodljivost.
U međuvremenu, stručnjaci za premaze u tvrtki Petra Buildcare Products objašnjavaju kako cenosfere „…poboljšavaju kvalitetu boje poboljšanjem volumena i gustoće proizvoda. Nakon nanošenja na zid, keramičke kuglice se obično skupljaju, stvarajući tako čvrsto zbijeni film na zidu.“
Cenosfere u sintaktičkim pjenama
Cenosfere se često koriste za izradu 'sintaktičkih pjena'. To su specijalizirane krute tvari koje koriste cenosfere kao punilo kako bi pružile brojne prednosti, od niže cijene do dodatne čvrstoće, zvučne izolacije, uzgona i toplinske zaštite.
Stručnjaci tvrtke Engineered Syntactic Systems opisuju sintaktičku pjenu na sljedeći način;
„Sintaktički dio odnosi se na uređenu strukturu koju pružaju šuplje sfere. Izraz „pjena“ odnosi se na staničnu prirodu materijala. Zahvaljujući svojim jedinstvenim svojstvima visoke čvrstoće pri niskoj gustoći, sintaktička pjena postala je široko korištena u primjenama podmorske plovnosti. Sintaktički materijali otporni su na kombinirani učinak hidrostatskog tlaka i dugotrajne izloženosti, što ih čini idealnim za oceanske projekte kao što su plovaci za kablove i tvrde lopte te potpora instrumentaciji. Također pružaju čvrstoću i strukturni integritet uz znatno manju težinu po volumenu od većine tradicionalnih materijala, što ih čini atraktivnim izborom u mnogim obrambenim i građevinskim primjenama.“
Cenosfere u bušenju nafte
Za dokaz nepoznate važnosti cenosfera, ne morate tražiti dalje od vitalne uloge koju igraju u naftnoj industriji. Jer iako svi znaju za važnost nafte u modernom svijetu, malo je poznata činjenica da se cenosfere, kako navodi francuski industrijski časopis Industrie & Technologies, „...već nekoliko godina koriste u području bušenja nafte za smanjenje gustoće cementne paste od nafte bez povećanja sadržaja vode.“
Cenosfere u plastici i polimerima
Cenosfere se također koriste u proizvodnji plastike i polimera, jer njihov preoblikujući oblik ili čvrstoća pomažu u izbjegavanju skupljanja termoplasta i termoreaktivnih plastika.
Također se koriste u modernim kompozitima u automobilskoj industriji. Na primjer, Chevrolet Corvette iz 2016. sadrži „smjesu za lijevanje u kojoj staklene mikrosfere zamjenjuju punilo od kalcijevog karbonata i smanjuju težinu modela Stingray Coupe za 9 kg.“ Potpredsjednik proizvođača, Continental Structural Plastics Inc., Probir Guha, objašnjava razlog uključivanja cenosfera u kompozit rekavši da „tipična SMC formula za ovu vrstu primjene u vozilu sadrži 20% volumena ojačanja od staklenih vlakana, 35% smole i 45% punila, obično kalcijevog karbonata“, dodajući da je „ova nova SMC [smjesa za lijevanje u listovima] cjenovno konkurentna aluminiju.“
Cenosfere u betonu
Godinama su cenosfere bile koristan dodatak betonu, pružajući dodatnu čvrstoću i/ili zvučnu izolaciju, a istovremeno smanjujući gustoću. Jeff Girard, predsjednik Instituta za betonske ploče, objašnjava te prednosti rekavši: „U teoriji, cenosfere mogu zamijeniti dio pijeska normalne težine koji se koristi u betonu. Cenosfere imaju gustoću manju od vode (u prosjeku 0,7 u odnosu na 1,0 za vodu); čestice kvarcnog pijeska obično imaju gustoću od oko 2,65. To znači da 1 funta cenosfera zauzima isti apsolutni volumen kao i oko 3,8 funti pijeska.“
Industrie & Technologies također opisuje upotrebu cenosfera kao sredstva za smanjenje buke, navodeći da se „[Cenosfere koriste] u građevinskim materijalima za olakšavanje betona, uz održavanje tlačne čvrstoće od 30 MPa pri gustoći od 1,6 T/m3, poboljšavajući njihovu nepropusnost i smanjujući prijenos zvuka. Na primjer, Znanstveno-tehnički centar primijenjenih nanotehnologija u Sankt Peterburgu (STCAN) sudjeluje u izgradnji mostova s takvim betonima u Rusiji [za tišu površinu ceste]. Cenosfere se također koriste za poboljšanje toplinskih i zvučnoizolacijskih svojstava žbuka, mortova i žbuka, koje se koriste za zidove, podove i stropove. Dodatak od 40% volumena cenosfera prepolovljuje koeficijent prijenosa buke.“
Cenosfere u farmaceutskim proizvodima
Cenosfere se u farmaceutskoj industriji koriste već dugi niz godina, jer male kuglice mogu djelovati kao gotovo savršen transportni uređaj kada su obložene lijekovima. Osim toga, kako navodi francuski industrijski časopis Industrie & Technologies, „Cenosfere prekrivene srebrovim oksidom mogu se, na primjer, integrirati u zavoje kako bi se ubrzalo zacjeljivanje rana.“
Cenosfere u naprednim industrijama
Provodi se mnogo istraživanja kako bi se otkrile nove upotrebe ovog svestranog nusproizvoda. Na primjer, razvijaju se novi katalizatori za proces oksidacije metana korištenjem magnetskih cenosfera.
Cenosfere se također koriste u razvoju metalnih matričnih kompozita (MMC), raznih materijala koji pokušavaju kombinirati visoku apsorpciju energije, otpornost na udarce i nisku gustoću sfera s kvalitetama drugih tvari. Drugi, poput Paula Biju-Duvala s Tehnološkog instituta Georgia sa sjedištem u Atlanti, naporno su radili na razvoju građevinskih materijala bez cementa. Njegov rad se nastavlja, dodajući mješavini cenosfera predmete poput bambusa i metalnih cijevi kao sredstvo za pronalaženje alternativnih, jeftinijih, jačih i ekološki prihvatljivijih metoda gradnje.
U međuvremenu, Institut za kemiju i kemijsku tehnologiju Ruske akademije znanosti u Krasnojarsku proučava načine na koje bi se cenosfere mogle koristiti u katalitičkim transformacijama. BAE systems pokušava koristiti cenosfere u bojama kao sredstvo za potporu nevidljivosti u infracrvenom spektru, omogućujući tako vojnim letjelicama da imaju "plaštove nevidljivosti".
S tako širokim rasponom upotrebe i još širim rasponom potencijalnih upotreba, ne čudi zašto interes za cenosfere raste. Sve dok razvojni inženjeri proizvoda traže lagana punila, poboljšane sustave za isporuku lijekova, poboljšane premaze, zamjene za cement i kompozitne aditive, postojat će potreba za cenosferama. Uz povećana istraživanja novih upotreba za ove svestrane sfere, samo će vrijeme pokazati gdje leži budućnost cenosfera.
Vrijeme objave: 28. prosinca 2021.