Көптеген ценосфералар, көптеген қолданыстар

Сіз мұны білмеуіңіз мүмкін, бірақ қазіргі әлемде ценосфераларға риза болудың көптеген себептері бар.

Олардың бар екенін аз адам біледі, тіпті олардың қайдан шыққанын білетіндер де аз. Барлық дереккөздердің көзі болып табылатын Уикипедияға көз жүгіртсеңіз, хабарсыз адамдарға: «Ценосфера – бұл негізінен кремний мен алюминий оксидінен тұратын және ауамен немесе инертті газбен толтырылған жеңіл, инертті, қуыс сфера, әдетте жылу электр станцияларында көмір жағудың жанама өнімі ретінде пайда болады. Ценосфералардың түсі сұрдан ақ түске дейін өзгереді және олардың тығыздығы шамамен 0,4–0,8 г/см3 (0,014–0,029 фунт/куб дюйм), бұл оларға керемет қалқып жүру қабілетін береді», – деген ақпарат береді.

Дегенмен, бұл кішкентай, бірақ қуатты күл шарларының шынайы сұлулығын сипаттауға жеткіліксіз. Өйткені олардың шынайы беріктігі оларды қолданудың әртүрлілігінде жатыр. Француз салалық журналы Industrie & Technologies былай деп жазады: «Тығыздығы төмен, өлшемі кіші, сфералық пішіні, механикалық беріктігі, жоғары балқу температурасы, химиялық инерциясы, оқшаулағыш қасиеттері және кеуектілігі төмен болғандықтан, микросфералар [ценосфералар деп те аталады] өнеркәсіпте кеңінен қолданылады. Атап айтқанда, [олар] материалдарды нығайту немесе коррозияға төзімділік қасиеттерін беру немесе жабындарға немесе бояуларға жылу және дыбыс оқшаулау үшін өте қолайлы. Оларды көп функциялы толтырғыштар ретінде сипаттауға болады және термопластика мен термосетка сияқты шайырлар мен байланыстырғыштарға жақсы енеді».

Бояулар мен жабындардағы ценосфералар

Бояу және өнеркәсіптік жабын өнеркәсібінде ценосфералардың көптеген қолданылуы бар, себебі олар қосымша қасиеттерге ие. Мысалы, ценосфералар көбінесе инфрақызыл сәулеленуді бақылау үшін жабындарда қолданылады, бұл оларға жылу өткізгіштігін шектеуге тырысатын жабындарға қарағанда артықшылық береді.

Сонымен қатар, Petra Buildcare Products компаниясының жабын жасау жөніндегі мамандары ценосфералардың «... өнімнің көлемі мен тығыздығын жақсарту арқылы бояу сапасын қалай жақсартатынын» түсіндіреді. Қабырғаға жаққаннан кейін керамикалық моншақтар кішірейіп, қабырғада тығыз орналасқан қабықша түзеді.

Синтаксистік көбіктегі ценосфералар

Ценосфералар көбінесе «синтаксистік көбіктерді» жасау үшін қолданылады. Бұлар ценосфераларды толтырғыш ретінде пайдаланатын мамандандырылған қатты заттар, олар төмен бағадан бастап, қосымша беріктікке, дыбыс өткізбеуге, қалқып жүруге және термиялық қорғанысқа дейін бірқатар артықшылықтар береді.

Engineered Syntactic Systems мамандары синтаксистік көбікті келесідей сипаттайды;

«Синтаксистік» бөлік қуыс сфералармен қамтамасыз етілген реттелген құрылымды білдіреді. «Көбік» термині материалдың жасушалық сипатына қатысты. Төмен тығыздықтағы жоғары беріктіктің бірегей қасиеттерінің арқасында синтаксистік көбік су астындағы қалқымалы қолданбаларда кеңінен қолданыла бастады. Синтаксистік материалдар гидростатикалық қысым мен ұзақ мерзімді әсердің біріккен әсеріне төзімді, бұл оларды кабельдік және қатты допты жүзу және аспаптарды тіреу сияқты мұхитта жүзу жобалары үшін өте қолайлы етеді. Олар сондай-ақ көптеген дәстүрлі материалдарға қарағанда көлемге шаққандағы салмақ бойынша айтарлықтай төмен беріктік пен құрылымдық тұтастықты қамтамасыз етеді, бұл оларды көптеген қорғаныс және азаматтық құрылыс қолданбаларында тартымды таңдау етеді».

Мұнай бұрғылауындағы ценосфералар

Ценосфералардың белгісіз маңыздылығын дәлелдеу үшін олардың мұнай өнеркәсібінде атқаратын маңызды рөліне басқаша қараудың қажеті жоқ. Өйткені қазіргі әлемдегі мұнайдың маңыздылығын бәрі білсе де, француз салалық журналы Industrie & Technologies жазғандай, ценосфералар «...мұнай цемент пастасы тығыздығын су мөлшерін арттырмай азайту үшін бірнеше жыл бойы мұнай бұрғылау саласында қолданылып келеді» деген аз белгілі факт.

Пластмассалар мен полимерлердің ценосфералары

Ценосфералар пластмассалар мен полимерлерді өндіруде де қолданылады, себебі олардың қайта пішінделетін пішіні немесе беріктігі термопластикалар мен термореактивті пластмассалардың кішіреюін болдырмауға көмектеседі.

Олар сондай-ақ автомобиль өнеркәсібіндегі заманауи композиттерде де қолданылады. Мысалы, 2016 жылғы Chevrolet Corvette құрамында «шыны микросфералары кальций карбонаты толтырғышын алмастыратын және спорттық көліктің Stingray Coupe моделінің салмағынан 9 кг жеңілдік беретін парақты қалыптау қоспасы» бар. Өндіруші Continental Structural Plastics Inc. компаниясының вице-президенті Probir Guha композитке ценосфералардың қосылу себебін түсіндіріп, «көлік құралының осы түріне арналған әдеттегі SMC формуласы көлем бойынша 20% шыны талшықты арматурадан, 35% шайырдан және 45% толтырғыштан, әдетте кальций карбонатынан тұрады» деп қосты, сонымен қатар «бұл жаңа SMC [қабықты қалыптау қоспасы] алюминиймен бәсекеге қабілетті» деп қосты.

Бетондағы ценосфералар

Жылдар бойы ценосфералар бетонға пайдалы қоспа болып келді, қосымша беріктік және/немесе дыбыс оқшаулауын қамтамасыз етіп, тығыздығын төмендетеді. The Concrete Countertop Institute президенті Джефф Джирард бұл артықшылықтарды былай түсіндіреді: «Теория жүзінде ценосфералар бетонда қолданылатын қалыпты салмақтағы құмның бір бөлігін алмастыра алады. Ценосфералардың тығыздығы судан аз (орташа 0,7, ал судың 1,0 тығыздығы); кварц құмының бөлшектерінің тығыздығы әдетте шамамен 2,65 құрайды. Бұл 1 фунт ценосфера шамамен 3,8 фунт құммен бірдей абсолютті көлемді алады дегенді білдіреді».

«Industrie & Technologies» журналында шу ластануын азайту құралы ретінде ценосфераларды пайдалану сипатталған, онда: «[Ценосфералар] құрылыс материалдарында бетонды жеңілдету үшін қолданылады, сонымен қатар 1,6 Т/м3 тығыздықта 30 МПа қысу беріктігін сақтайды, бұл олардың тығыздығын жақсартады және дыбыс өткізгіштігін азайтады. Мысалы, Санкт-Петербург қолданбалы нанотехнологиялар ғылыми-техникалық орталығы (STCAN) Ресейде [тыныш жол беті үшін] осындай бетондардан көпірлер салумен айналысады. Ценосфералар қабырғаларға, едендерге және төбелерге қолданылатын сылақтың, ерітінділердің және сылақтың жылу және дыбыс оқшаулау қасиеттерін жақсарту үшін де қолданылады. Көлемі 40% ценосфера қосу шуды өткізу коэффициентін екі есеге азайтады», - делінген.

Фармацевтикадағы ценосфералар

Ценосфералар фармацевтика өнеркәсібінде көптеген жылдар бойы қолданылып келеді, себебі кішкентай шарлар дәрі-дәрмектермен қапталған кезде мінсіз тасымалдау құралы ретінде қызмет ете алады. Сонымен қатар, француз салалық журналы Industrie & Technologies атап өткендей, «мысалы, күміс оксидімен қапталған ценосфераларды жаралардың жазылуын жеделдету үшін таңғыштарға қосуға болады».

Дамыған салалардағы ценосфералар

Бұл жан-жақты жанама өнімді пайдаланудың жаңа жолдарын ашу үшін көптеген зерттеулер жүргізілуде. Мысалы, магниттік ценосфераларды пайдаланып метанның тотығу процесіне арналған жаңа катализаторлар жасалуда.

Ценосфералар сонымен қатар металл матрицалық композиттерді (MMC) әзірлеуде де қолданылады, бұл сфералардың жоғары энергия сіңіруін, соққыға төзімділігін және төмен тығыздығын басқа заттардың қасиеттерімен біріктіруге тырысатын әртүрлі материалдар. Атлантада орналасқан Джорджия технологиялық институтының Пол Биджу-Дюваль сияқты басқалары цементсіз құрылыс материалдарын әзірлеуде көп еңбек етті. Оның жұмысы жалғасуда, бамбук және металл құбырлар сияқты заттарды ценосфера қоспасына балама, арзан, берік және экологиялық таза құрылыс әдістерін табу құралы ретінде қосуда.

Сонымен қатар, Красноярск қаласындағы Ресей ғылым академиясының Химия және химиялық технологиялар институты ценосфераларды каталитикалық түрлендірулерде қалай пайдалануға болатынын зерттеп жатыр. Ал BAE жүйелері инфрақызыл спектрдегі көрінбеуді қолдау құралы ретінде бояудағы ценосфераларды пайдалануға тырысуда, осылайша әскери кемелерде «көрінбеу жамылғылары» болуы мүмкін.

Қолдану аясының кеңдігі және әлеуетті қолдану аясының одан да кеңдігімен ценосфераларға деген қызығушылықтың артуы таңқаларлық емес. Өнім әзірлеушілері жеңіл толтырғыштарды, жақсартылған дәрілік заттарды жеткізу жүйелерін, жақсартылған жабындарды, цемент алмастырғыштарын және композиттік қоспаларды іздегенше, ценосфераларға қажеттілік болады. Сонымен қатар, осы жан-жақты сфералардың жаңа қолданылуын зерттеудің артуымен ценосфералардың болашағы қайда екенін уақыт көрсетеді.