ბევრი ცენოსფერო, მრავალი გამოყენება

შეიძლება არ იცოდეთ, მაგრამ თანამედროვე სამყაროს ბევრი მიზეზი აქვს, რომ მადლიერი იყოს ცენოსფეროების მიმართ.

ცოტამ თუ იცის მათი არსებობის შესახებ, კიდევ უფრო ნაკლებმა იცის საიდან არიან ისინი. თუმცა, ვიკიპედიის სწრაფი გადახედვა, რომელიც ყველა წყაროს წყაროა, არაინფორმირებულებს დაანახებს, რომ „ცენოსფერო არის მსუბუქი, ინერტული, ღრუ სფერო, რომელიც ძირითადად სილიციუმისა და ალუმინის ოქსიდისგან შედგება და სავსეა ჰაერით ან ინერტული აირით, რომელიც, როგორც წესი, წარმოიქმნება თბოელექტროსადგურებში ნახშირის წვის თანმდევი პროდუქტის სახით. ცენოსფეროების ფერი ნაცრისფერიდან თითქმის თეთრამდე მერყეობს და მათი სიმკვრივე დაახლოებით 0.4–0.8 გ/სმ3-ია (0.014–0.029 ფუნტი/კუბ. ინჩი), რაც მათ დიდ ამწევ ძალას ანიჭებს“.

თუმცა, ეს ცოტა რამ არის იმის აღსაწერად, თუ როგორია ამ პაწაწინა, მაგრამ ძლიერი, ფერფლის ბურთულების ნამდვილი სილამაზე. მათი ნამდვილი სიძლიერე მათი გამოყენების მრავალფეროვნებაშია. როგორც ფრანგული ინდუსტრიული ჟურნალი „Industrie & Technologies“ აღნიშნავს, „მათი დაბალი სიმკვრივის, მცირე ზომის, სფერული ფორმის, მექანიკური სიმტკიცის, მაღალი დნობის ტემპერატურის, ქიმიური ინერციის, საიზოლაციო თვისებებისა და დაბალი ფორიანობის გამო, მიკროსფეროები [ასევე ცნობილი როგორც ცენოსფეროები] ფართო გამოყენების ადგილებს პოულობენ ინდუსტრიაში. კერძოდ, [ისინი იდეალურია] მასალების გამაგრებისთვის ან საფარებისა და საღებავებისთვის კოროზიისადმი მდგრადობის თვისებების, ან თბოიზოლაციისა და ხმის იზოლაციის თვისებების მისაცემად. მათი აღწერა შესაძლებელია, როგორც მრავალფუნქციური შემავსებლებისა და კარგად ინტეგრირდება ფისებსა და შემკვრელებში, როგორიცაა თერმოპლასტიკები და თერმომყარი მასალები“.

ცენოსფეროები საღებავებსა და საფარებში

ცენოსფეროებს საღებავებისა და სამრეწველო საფარის ინდუსტრიაში მრავალი გამოყენება აქვთ, მათ მიერ მოწოდებული დამატებითი თვისებების გამო. მაგალითად, ცენოსფეროები ხშირად გამოიყენება საფარებში ინფრაწითელი გამოსხივების გასაკონტროლებლად, რაც ამ საფარებს უპირატესობას ანიჭებს იმ საფარებთან შედარებით, რომლებიც უბრალოდ თბოგამტარობის შეზღუდვას ცდილობენ.

ამასობაში, Petra Buildcare Products-ის საფარის ექსპერტები განმარტავენ, თუ როგორ აუმჯობესებენ ცენოსფეროები საღებავის ხარისხს პროდუქტის მოცულობისა და სიმკვრივის გაუმჯობესებით. კედელზე წასმის შემდეგ, კერამიკული მძივები იკუმშება, რაც კედელზე მჭიდროდ შეფუთულ აპკს ქმნის.

ცენოსფეროები სინტაქსურ ქაფებში

ცენოსფეროები ხშირად გამოიყენება „სინტაქსური ქაფების“ დასამზადებლად. ეს არის სპეციალიზებული მყარი ნივთიერებები, რომლებიც იყენებენ ცენოსფეროებს შემავსებლად, რათა უზრუნველყონ მრავალი უპირატესობა, დაბალი ფასიდან დაწყებული, დამატებითი სიმტკიცით, ხმის იზოლაციით, ამწევი უნარითა და თერმული დაცვით დამთავრებული.

Engineered Syntactic Systems-ის ექსპერტები სინტაქსურ ქაფს შემდეგნაირად აღწერენ;

„„სინტაქსური“ ნაწილი ეხება ღრუ სფეროების მიერ უზრუნველყოფილ მოწესრიგებულ სტრუქტურას. ტერმინი „ქაფი“ მასალის უჯრედულ ბუნებას ეხება. დაბალი სიმკვრივის დროს მაღალი სიმტკიცის უნიკალური თვისებების წყალობით, სინტაქსური ქაფი ფართოდ გამოიყენება წყალქვეშა ამწევი რესურსების გამოყენებაში. სინტაქსური მასალები მდგრადია ჰიდროსტატიკური წნევისა და ხანგრძლივი ზემოქმედების კომბინირებული ეფექტის მიმართ, რაც მათ იდეალურს ხდის ოკეანური პროექტებისთვის, როგორიცაა საკაბელო და მყარი ბურთის ტიპის ტივტივები და ინსტრუმენტული საყრდენი. ისინი ასევე უზრუნველყოფენ სიმტკიცეს და სტრუქტურულ მთლიანობას მოცულობაზე მნიშვნელოვნად დაბალი წონით, ვიდრე ტრადიციული მასალების უმეტესობა, რაც მათ მიმზიდველ არჩევნად აქცევს თავდაცვისა და სამოქალაქო ინჟინერიის მრავალი დარგისთვის.“

ცენოსფეროები ნავთობის ბურღვაში

ცენოსფეროების უცნობი მნიშვნელობის დასამტკიცებლად, არ არის საჭირო ნავთობის ინდუსტრიაში მათი სასიცოცხლო როლის გათვალისწინება. მიუხედავად იმისა, რომ ყველამ იცის ნავთობის მნიშვნელობის შესახებ თანამედროვე სამყაროში, ნაკლებად ცნობილი ფაქტია, რომ ცენოსფეროები, როგორც ფრანგული ინდუსტრიული ჟურნალი „Industrie & Technologies“ აღნიშნავს, „...რამდენიმე წლის განმავლობაში გამოიყენება ნავთობის ბურღვის სფეროში ნავთობცემენტის პასტის სიმკვრივის შესამცირებლად წყლის შემცველობის გაზრდის გარეშე“.

ცენოსფეროები პლასტმასებსა და პოლიმერებში

ცენოსფეროები ასევე გამოიყენება პლასტმასის და პოლიმერების წარმოებაში, რადგან მათი რეფორმირებადი ფორმა ან სიმტკიცე ხელს უწყობს თერმოპლასტიკებსა და თერმომყარ პლასტმასებში შეკუმშვის თავიდან აცილებას.

ისინი ასევე გამოიყენება თანამედროვე კომპოზიტებში საავტომობილო ინდუსტრიაში. მაგალითად, 2016 წლის Chevrolet Corvette შეიცავს „ფურცლის ჩამოსხმის ნაერთს, რომელშიც მინის მიკროსფეროები ცვლის კალციუმის კარბონატის შემავსებელს და სპორტული მანქანის Stingray Coupe მოდელის წონას 9 კგ-ით ამცირებს“. მწარმოებლის, Continental Structural Plastics Inc.-ის ვიცე-პრეზიდენტი, პრობირ გუჰა, კომპოზიტში ცენოსფეროების ჩართვის მიზეზს განმარტავს იმით, რომ „ამ ტიპის ავტომობილის გამოყენებისთვის ტიპური SMC ფორმულა მოიცავს მინის ბოჭკოვანი გამაგრების 20%-ს მოცულობით, 35%-ს ფისს და 45%-ს შემავსებელს, ჩვეულებრივ კალციუმის კარბონატს“, და დასძენს, რომ „ეს ახალი SMC [ფურცლის ჩამოსხმის ნაერთი] ფასით კონკურენტუნარიანია ალუმინთან შედარებით“.

ცენოსფეროები ბეტონში

წლების განმავლობაში, ცენოსფეროები ბეტონის სასარგებლო დანამატს წარმოადგენდა, რაც დამატებით სიმტკიცეს და/ან ხმის იზოლაციას უზრუნველყოფდა, ამასთანავე სიმკვრივეს ამცირებდა. ჯეფ ჟირარდი, ბეტონის დახლების ინსტიტუტის პრეზიდენტი, ამ უპირატესობებს შემდეგნაირად განმარტავს: „თეორიულად, ცენოსფეროებს შეუძლიათ ბეტონში გამოყენებული ნორმალური წონის ქვიშის ნაწილის ჩანაცვლება. ცენოსფეროების სიმკვრივე წყლის სიმკვრივეზე ნაკლებია (საშუალოდ 0.7 წყლის 1.0-ის წინააღმდეგ); კვარცის ქვიშის ნაწილაკების სიმკვრივე, როგორც წესი, დაახლოებით 2.65-ია. ეს ნიშნავს, რომ ცენოსფეროების 1 ფუნტი იგივე აბსოლუტურ მოცულობას იკავებს, რასაც დაახლოებით 3.8 ფუნტი ქვიშა“.

„ინდუსტრია და ტექნოლოგიები“ ასევე აღწერს ცენოსფეროების გამოყენებას ხმაურის დაბინძურების შემცირების საშუალებად და აცხადებს, რომ „[ცენოსფეროები გამოიყენება] სამშენებლო მასალებში ბეტონის გასათეთრებლად, 30 მპა შეკუმშვის სიმტკიცის შენარჩუნებით 1.6 ტ/მ3 სიმკვრივის დროს, რაც აუმჯობესებს მათ ჰერმეტულობას და ამცირებს ხმის გადაცემას. მაგალითად, სანქტ-პეტერბურგის გამოყენებითი ნანოტექნოლოგიების სამეცნიერო-ტექნიკური ცენტრი (STCAN) რუსეთში ასეთი ბეტონებით ხიდების მშენებლობაშია ჩართული [უფრო მშვიდი გზის საფარისთვის]. ცენოსფეროები ასევე გამოიყენება კედლებისთვის, იატაკისა და ჭერისთვის გამოყენებული თაბაშირის, ნაღმტყორცნებისა და თაბაშირის თბოიზოლაციის და ხმის იზოლაციის თვისებების გასაუმჯობესებლად. მოცულობითი ცენოსფეროების 40%-იანი დამატება ხმაურის გადაცემის კოეფიციენტს ორჯერ ამცირებს“.

ცენოსფეროები ფარმაცევტულ პროდუქტებში

ცენოსფეროები ფარმაცევტულ ინდუსტრიაში მრავალი წელია გამოიყენება, რადგან მცირე ზომის ბურთულებს წამლებით დაფარვისას თითქმის იდეალური სატრანსპორტო მოწყობილობის ფუნქცია შეუძლიათ. გარდა ამისა, როგორც ფრანგული ინდუსტრიული ჟურნალი „Industrie & Technologies“ აღნიშნავს, „მაგალითად, ვერცხლის ოქსიდით დაფარული ცენოსფეროები შეიძლება ინტეგრირებული იყოს სახვევებში ჭრილობების შეხორცების დასაჩქარებლად“.

ცენოსფეროები მოწინავე ინდუსტრიებში

ამ მრავალმხრივი თანმდევი პროდუქტის ახალი გამოყენების აღმოსაჩენად უამრავი კვლევა ტარდება. მაგალითად, მაგნიტური ცენოსფეროების გამოყენებით მეთანის დაჟანგვის პროცესისთვის ახალი კატალიზატორები მუშავდება.

ცენოსფეროები ასევე გამოიყენება მეტალის მატრიცული კომპოზიტების (MMC) შემუშავებაში, მასალების მრავალფეროვნებაში, რომლებიც ცდილობენ სფეროების მაღალი ენერგიის შთანთქმის, დარტყმისადმი მდგრადობისა და დაბალი სიმკვრივის შერწყმას სხვა ნივთიერებების თვისებებთან. სხვები, როგორიცაა ატლანტაში დაფუძნებული ჯორჯიის ტექნოლოგიური ინსტიტუტის წარმომადგენელი პოლ ბიჯუ-დუვალი, დიდი მონდომებით მუშაობდნენ უცემენტო სამშენებლო მასალების შემუშავებაზე. მისი მუშაობა გრძელდება და ცენოსფეროს ნაზავს ემატება ისეთი ნივთები, როგორიცაა ბამბუკი და მეტალის მილები, როგორც ალტერნატიული, უფრო იაფი, უფრო გამძლე და ეკოლოგიურად სუფთა სამშენებლო მეთოდების პოვნის საშუალება.

ამასობაში, კრასნოიარსკში რუსეთის მეცნიერებათა აკადემიის ქიმიისა და ქიმიური ტექნოლოგიის ინსტიტუტი სწავლობს ცენოსფეროების კატალიზურ ტრანსფორმაციებში გამოყენების გზებს. BAE სისტემები კი ცდილობს ცენოსფეროების გამოყენებას საღებავში, როგორც ინფრაწითელ სპექტრში უხილავობის მხარდაჭერის საშუალებას, რითაც სამხედრო ხომალდებს „უხილავობის მანტიის“ ქონას შეძლებს.

ასეთი ფართო გამოყენების და პოტენციური გამოყენების კიდევ უფრო ფართო სპექტრის გათვალისწინებით, გასაკვირი არ არის, რომ ცენოსფეროების მიმართ ინტერესი იზრდება. სანამ პროდუქტის შემქმნელები ეძებენ მსუბუქ შემავსებლებს, გაუმჯობესებულ წამლის მიწოდების სისტემებს, გაუმჯობესებულ საფარებს, ცემენტის შემცვლელებს და კომპოზიტურ დანამატებს, მაშინ ცენოსფეროების საჭიროება გაჩნდება. გარდა ამისა, ამ მრავალმხრივი სფეროების ახალი გამოყენების კვლევის ზრდასთან ერთად, მხოლოდ დრო გვიჩვენებს, თუ სად არის ცენოსფეროების მომავალი.