Многу ценосфери, многу примени

Иако можеби не сте свесни за тоа, современиот свет има многу причини да биде благодарен за ценосферите.

Малкумина знаат за нивното постоење, а уште помалку луѓе знаат од каде се. Иако еден брз поглед на Википедија, изворот на сите извори, ќе ги информира неинформираните дека „ценосферата е лесна, инертна, шуплива сфера направена главно од силициум диоксид и алумина и исполнета со воздух или инертен гас, обично произведена како нуспроизвод од согорување на јаглен во термоцентралите. Бојата на ценосферите варира од сива до речиси бела, а нивната густина е околу 0,4–0,8 g/cm3 (0,014–0,029 lb/cu in), што им дава голема пловност“.

Сепак, тоа малку ја опишува вистинската убавина на овие мали, но моќни топчиња од летечка пепел. Нивната вистинска сила лежи во разновидноста на нивната употреба. Како што наведува француското индустриско списание „Industrie & Technologies“, „Поради нивната мала густина, мала големина, сферична форма, механичка цврстина, висока температура на топење, хемиска инерција, изолациски својства и ниска порозност, микросферите [исто така познати како ценосфери] наоѓаат широк спектар на апликации во индустријата. Особено, [тие се идеални] за зајакнување на материјали или за пренесување својства на отпорност на корозија или топлинска и звучна изолација на премази или бои. Тие можат да се опишат како мултифункционални полнила и добро се интегрираат во смоли и врзива како што се термопластики и термореактивни материјали“.

Ценосфери во бои и премази

Ценосферите имаат многу употреби во индустријата за бои и индустриски премази, поради дополнителните квалитети што ги обезбедуваат. На пример, ценосферите често се користат во премази за контрола на инфрацрвеното зрачење, давајќи им предност на тие премази во однос на оние што само се обидуваат да ја ограничат топлинската спроводливост.

Во меѓувреме, експертите за премачкување во „Петра Билдкер Продактс“ објаснуваат како ценосферите „... го подобруваат квалитетот на бојата со подобрување на волуменот и густината на производот. По нанесувањето на ѕидот, керамичките зрнца имаат тенденција да се собираат, со што се создава цврсто спакуван филм на ѕидот“.

Ценосфери во синтаксички пени

Ценосферите често се користат за производство на „синтактички пени“. Ова се специјализирани цврсти материи кои ги користат ценосферите како полнач за да обезбедат голем број предности, од пониска цена, до дополнителна цврстина, звучна изолација, пловност и термичка заштита.

Експертите од Engineered Syntactic Systems ја опишуваат синтаксичката пена на следниов начин;

„„Синтаксичкиот“ дел се однесува на уредената структура што ја обезбедуваат шупливите сфери. Терминот „пена“ се однесува на клеточната природа на материјалот. Благодарение на неговите уникатни својства на висока цврстина при мала густина, синтаксичката пена стана широко користена во подводните пловни апликации. Синтаксичките материјали се отпорни на комбинираниот ефект на хидростатски притисок и долготрајна изложеност, што ги прави идеални за океански проекти како што се кабелски и тврди пловки и инструментална поддршка. Тие исто така обезбедуваат цврстина и структурен интегритет со значително помала тежина по волумен од повеќето традиционални материјали, што ги прави привлечен избор во многу одбранбени и градежни апликации.“

Ценосфери во дупчењето на нафта

За доказ за непознатото значење на ценосферите, не треба да барате понатаму од виталната улога што ја играат во нафтената индустрија. Иако сите знаат за важноста на нафтата во современиот свет, малку е познат фактот дека ценосферите, како што наведува француското индустриско списание „Industrie & Technologies“, „... се користат неколку години во областа на дупчењето нафта за да се намали густината на пастата од нафтен цемент без да се зголеми содржината на вода“.

Ценосфери во пластика и полимери

Ценосферите се користат и во производството на пластика и полимери, бидејќи нивната реформабилна форма или цврстина помага да се избегне собирање кај термопластиките и термореактивните пластики.

Тие се користат и во модерните композити во автомобилската индустрија. На пример, Chevrolet Corvette од 2016 година содржи „соединение за лиење во кое стаклените микросфери го заменуваат филерот од калциум карбонат и ја намалуваат тежината на спортскиот автомобил Stingray Coupe за 20 фунти [9 кг]“. Потпретседателот на производителот, Continental Structural Plastics Inc., Пробир Гуха, ја објаснува причината за вклучувањето на ценосферите во композитот, велејќи дека „типичната формула SMC за овој тип на примена на возила содржи 20% по волумен засилување од стаклени влакна, 35% смола и 45% филер, обично калциум карбонат“, додавајќи дека „Ова ново SMC [соединение за лиење] е конкурентно по цена со алуминиумот“.

Ценосфери во бетон

Со години, ценосферите се корисен додаток на бетонот, обезбедувајќи дополнителна цврстина и/или звучна изолација, а воедно и намалувајќи ја густината. Џеф Жирард, претседател на Институтот за бетонски плочи, ги објаснува овие предности, велејќи: „Во теорија, ценосферите можат да заменат дел од песокот со нормална тежина што се користи во бетонот. Ценосферите имаат густина што е помала од водата (во просек 0,7 наспроти 1,0 на водата); честичките од кварцен песок обично имаат густина од околу 2,65. Ова значи дека 1 фунта ценосфери зафаќа ист апсолутен волумен како околу 3,8 фунти песок.“

„Индустрија и технологии“ исто така ја опишува употребата на ценосферите како средство за намалување на бучавата, наведувајќи дека „[Ценосферите се користат] во градежните материјали за олеснување на бетонот, додека се одржува компресивна цврстина од 30 MPa при густина од 1,6 T/m3, подобрувајќи ја нивната затегнатост и намалувајќи го нивното пренесување на звук. На пример, Научно-техничкиот центар за применети нанотехнологии во Санкт Петербург (STCAN) е вклучен во изградба на мостови со вакви бетони во Русија, [за потивка површина на патот]. Ценосферите се користат и за подобрување на термичките и звучно изолациските квалитети на гипсот, малтерот и малтерите, што се користат за ѕидови, подови и тавани. Додавањето на ценосфери од 40% волумен го преполови коефициентот на пренесување на бучава.“

Ценосфери во фармацевтските производи

Ценосферите се користат во фармацевтската индустрија со години, бидејќи малите топчиња можат да дејствуваат како речиси совршен транспортен уред кога се обложени со лекови. Дополнително, како што забележува француското индустриско списание „Industrie & Technologies“, „Ценосферите покриени со сребрен оксид можат, на пример, да се интегрираат во преврски со цел да се забрза заздравувањето на раните“.

Ценосфери во напредните индустрии

Се спроведуваат многу истражувања за да се откријат нови употреби за овој разновиден нуспроизвод. На пример, се развиваат нови катализатори за процесот на оксидација на метан со користење на магнетни ценосфери.

Ценосферите се користат и во развојот на композити од метална матрица (MMC), различни материјали кои се обидуваат да ја комбинираат високата апсорпција на енергија, отпорноста на удар и малата густина на сферите со квалитетите на другите супстанции. Други, како што е Пол Биџу-Дувал од Технолошкиот институт во Џорџија со седиште во Атланта, работеа напорно во развојот на безцементни градежни материјали. Неговата работа продолжува, додавајќи во мешавината на ценосферата предмети како што се бамбус и метални цевки како средство за наоѓање алтернативни, поевтини, посилни и поеколошки методи на градење.

Во меѓувреме, Институтот за хемија и хемиска технологија на Руската академија на науките во Краснојарск ги проучува начините на кои ценосферите би можеле да се користат во каталитички трансформации. Додека BAE Systems се обидува да ги користи ценосферите во бојата како средство за поддршка на невидливоста во инфрацрвениот спектар, со што ќе им овозможи на воените летала да имаат „наметки за невидливост“.

Со толку широк спектар на употреба и уште поширок спектар на потенцијални употреби, не е ни чудо што интересот за ценосферите расте. Доколку развивачите на производи бараат лесни полнила, подобрени системи за испорака на лекови, подобрени премази, замени за цемент и композитни адитиви, тогаш ќе има потреба од ценосфери. Плус, со зголемено истражување за нови употреби на овие разновидни сфери, само времето ќе покаже каде е иднината на ценосферите.