Daug cenosferų, daug pritaikymų

Nors galbūt to nežinote, šiuolaikinis pasaulis turi daug priežasčių būti dėkingas cenosferoms.

Nedaug žmonių žino apie jų egzistavimą, dar mažiau žmonių žino, iš kur jie kilę. Nors greitas žvilgsnis į Vikipediją, visų šaltinių šaltinį, nežinantiems leis suprasti, kad „cenosfera yra lengva, inertiška, tuščiavidurė sfera, daugiausia pagaminta iš silicio dioksido ir aliuminio oksido, užpildyta oru arba inertinėmis dujomis, paprastai susidarančiomis kaip šalutinis produktas deginant anglį šiluminėse elektrinėse. Cenosferų spalva svyruoja nuo pilkos iki beveik baltos, o jų tankis yra apie 0,4–0,8 g/cm3 (0,014–0,029 svaro/kub. colio), todėl jos turi didelį plūdrumą.“

Tačiau tai menkai apibūdina tikrąjį šių mažyčių, bet galingų lakiųjų pelenų kamuoliukų grožį. Tikroji jų stiprybė slypi jų panaudojimo įvairove. Kaip teigia Prancūzijos pramonės žurnalas „Industrie & Technologies“, „Dėl mažo tankio, mažo dydžio, sferinės formos, mechaninio stiprumo, aukštos lydymosi temperatūros, cheminės inercijos, izoliacinių savybių ir mažo poringumo mikrosferos [dar vadinamos cenosferomis] yra plačiai naudojamos pramonėje. Visų pirma, [jos idealiai tinka] medžiagoms sutvirtinti arba suteikti atsparumo korozijai, šilumos ir garso izoliacijos dangoms ar dažams. Jas galima apibūdinti kaip daugiafunkcinius užpildus, kurie gerai integruojasi į dervas ir rišiklius, tokius kaip termoplastikai ir termoreaktyvūs.“

Cenosferos dažuose ir dangose

Dėl papildomų savybių cenosferos naudojamos dažų ir pramoninių dangų pramonėje labai įvairiai. Pavyzdžiui, cenosferos dažnai naudojamos dangose, siekiant kontroliuoti infraraudonąją spinduliuotę, todėl šios dangos turi pranašumą prieš tas, kurios tik bando apriboti šilumos laidumą.

Tuo tarpu „Petra Buildcare Products“ dangų ekspertai aiškina, kaip cenosferos „...pagerina dažų kokybę, padidindamos produkto tūrį ir tankį. Užtepus ant sienos, keraminės granulės linkusios susitraukti, todėl ant sienos susidaro sandari plėvelė.“

Cenosferos sintaksinėse putose

Cenosferos dažnai naudojamos „sintaksinėms putoms“ gaminti. Tai specializuotos kietos medžiagos, kuriose cenosferos naudojamos kaip užpildas, siekiant suteikti daugybę privalumų – nuo ​​mažesnės kainos iki papildomo stiprumo, garso izoliacijos, plūdrumo ir šiluminės apsaugos.

„Engineered Syntactic Systems“ ekspertai sintaksines putas apibūdina taip;

„Sintaktinė dalis reiškia tvarkingą struktūrą, kurią sukuria tuščiavidurės sferos. Terminas „putos“ susijęs su medžiagos koriniu pobūdžiu. Dėl unikalių savybių – didelio stiprumo esant mažam tankiui – sintaksinės putos plačiai naudojamos povandeninio plūdrumo srityje. Sintaksinės medžiagos yra atsparios hidrostatinio slėgio ir ilgalaikio poveikio bendram poveikiui, todėl jos idealiai tinka vandenynų eksploatavimo projektams, pavyzdžiui, kabelių ir kietųjų rutulių plūdurams bei prietaisų atramoms. Jos taip pat pasižymi tvirtumu ir konstrukciniu vientisumu, o svoris, palyginti su dauguma tradicinių medžiagų, yra gerokai mažesnis, todėl jos yra patrauklus pasirinkimas daugelyje gynybos ir civilinės inžinerijos sričių.“

Cenosferos naftos gręžiniuose

Norint įrodyti nežinomą cenosferų svarbą, tereikia pažvelgti į jų gyvybiškai svarbų vaidmenį naftos pramonėje. Nors visi žino apie naftos svarbą šiuolaikiniame pasaulyje, mažai kam žinomas faktas, kad cenosferos, kaip teigia Prancūzijos pramonės žurnalas „Industrie & Technologies“, „...jau keletą metų naudojamos naftos gręžimo srityje, siekiant sumažinti naftos cemento pastos tankį nedidinant vandens kiekio“.

Cenosferos plastikuose ir polimeruose

Cenosferos taip pat naudojamos plastikų ir polimerų gamyboje, nes jų formuojama forma ar stiprumas padeda išvengti termoplastikų ir termoreaktingų plastikų susitraukimo.

Jie taip pat naudojami šiuolaikiniuose automobilių pramonės kompozituose. Pavyzdžiui, 2016 m. „Chevrolet Corvette“ modelyje yra „lakštinio liejimo mišinys, kuriame stiklo mikrosferos pakeičia kalcio karbonato užpildą ir sumažina sportinio automobilio „Stingray Coupe“ modelio svorį 20 svarų [9 kg].“ Gamintojo „Continental Structural Plastics Inc.“ viceprezidentas Probiras Guha paaiškina cenosferų įtraukimo į kompozitą priežastį sakydamas, kad „tipinė SMC formulė, skirta šio tipo transporto priemonėms, sudaro 20 tūrio % stiklo pluošto armatūros, 35 % dervos ir 45 % užpildo, dažniausiai kalcio karbonato“, pridurdamas, kad „šis naujas SMC [lakštinio liejimo mišinys] kainos atžvilgiu yra konkurencingas aliuminio atžvilgiu“.

Cenosferos betone

Jau daugelį metų cenosferos yra naudingas betono priedas, suteikiantis papildomo stiprumo ir (arba) garso izoliacijos, kartu sumažinantis tankį. Jeffas Girardas, „The Concrete Countertop Institute“ prezidentas, aiškina šiuos privalumus sakydamas: „Teoriškai cenosferos gali pakeisti dalį įprasto svorio smėlio, naudojamo betone. Cenosferų tankis yra mažesnis nei vandens (vidutiniškai 0,7, palyginti su vandens 1,0); kvarcinio smėlio dalelių tankis paprastai yra apie 2,65. Tai reiškia, kad 1 svaras cenosferų užima tokį patį absoliutų tūrį kaip apie 3,8 svaro smėlio.“

„Industrie & Technologies“ taip pat aprašo cenosferų naudojimą kaip triukšmo taršos mažinimo priemonę, teigdama, kad „[cenosferos naudojamos] statybinėse medžiagose betonui lengvinti, išlaikant 30 MPa gniuždymo stiprį esant 1,6 T/m3 tankiui, pagerinant jų sandarumą ir sumažinant garso perdavimą. Pavyzdžiui, Sankt Peterburgo taikomųjų nanotechnologijų mokslinis ir techninis centras (STCAN) užsiima tiltų statyba iš tokio betono Rusijoje [siekiant tylesnės kelio dangos]. Cenosferos taip pat naudojamos tinko, skiedinio ir tinko, naudojamo sienoms, grindims ir luboms, šilumos ir garso izoliacijos savybėms pagerinti. Pridėjus 40 % tūrio cenosferų, triukšmo perdavimo koeficientas sumažėja perpus.“

Cenosferos farmacijoje

Cenosferos farmacijos pramonėje naudojamos jau daugelį metų, nes maži rutuliukai, padengti vaistais, gali būti beveik tobula transporto priemonė. Be to, kaip pažymi Prancūzijos pramonės žurnalas „Industrie & Technologies“, „cenosferos, padengtos sidabro oksidu, gali būti, pavyzdžiui, integruotos į tvarsčius, siekiant paspartinti žaizdų gijimą“.

Cenosferos pažangiose pramonės šakose

Atliekama daug tyrimų, siekiant atrasti naujų šio universalaus šalutinio produkto panaudojimo būdų. Pavyzdžiui, naudojant magnetines cenosferas, kuriami nauji metano oksidacijos proceso katalizatoriai.

Cenosferos taip pat naudojamos kuriant metalo matricos kompozitus (MMC) – įvairias medžiagas, kuriose bandoma suderinti didelę energijos sugertį, atsparumą smūgiams ir mažą sferų tankį su kitų medžiagų savybėmis. Kiti, pavyzdžiui, Paulas Biju-Duvalis iš Atlantoje įsikūrusio Džordžijos technologijos instituto, sunkiai dirbo kurdami statybines medžiagas be cemento. Jo darbas tęsiasi, papildant cenosferų mišinį tokiais daiktais kaip bambukas ir metaliniai vamzdžiai, siekiant rasti alternatyvių, pigesnių, tvirtesnių ir ekologiškesnių statybos būdų.

Tuo tarpu Rusijos mokslų akademijos Chemijos ir cheminės technologijos institutas Krasnojarske tiria būdus, kaip cenosferos galėtų būti naudojamos katalizinėse transformacijose. Tuo tarpu „BAE Systems“ bando naudoti cenosferas dažuose kaip priemonę nematomumui infraraudonųjų spindulių spektre palaikyti, taip suteikdama galimybę kariniams laivams turėti „nematomumo apsiaustus“.

Turint tokį platų panaudojimo spektrą ir dar platesnį potencialių panaudojimo būdų spektrą, nenuostabu, kad susidomėjimas cenosferomis auga. Kol produktų kūrėjai ieškos lengvų užpildų, patobulintų vaistų tiekimo sistemų, patobulintų dangų, cemento pakaitalų ir kompozicinių priedų, cenosferos irgi bus reikalingos. Be to, atliekant daugiau tyrimų apie naujus šių universalių sferų panaudojimo būdus, tik laikas parodys, kokia bus cenosferų ateitis.