Công nghiệp và vật liệu

Phát hiện vật liệu mới trong công nghệ chế tạo đĩa quang

2013-12-01 10:00

          Mới đây, các nhà nghiên cứu đến từ đại học Tokyo, Nhật Bản đã khám phá một loại vật liệu mới hứa hẹn sẽ mang đến thế hệ tiếp theo của những chiếc đĩa siêu dung lượng với khả năng lưu trữ đến vài terrabyte. Thêm vào đó, với loại vật liệu này, giá thành sản xuất các đĩa siêu dung lượng sẽ rẻ hơn so với đĩa sử dụng công nghệ Blu-ray.

 

            Các nhà khoa học đã phát hiện ra một dạng kết tinh của titan oxit với khả năng chuyển đổi giữa tính chất kim loại và tính chất bán dẫn khi được chiếu sáng ở nhiệt độ phòng. Theo giáo sư Shin-ichi Ohkoshi thuộc khoa nghiên cứu khoa học tự nhiên, nhóm nghiên cứu đã tiến hành đốt oxit titan lên tới nhiệt độ 1200 độ C và tạo ra các hạt nhỏ li ti có kích thước 1 phần triệu milimet. Ở nhiệt độ bình thường khi được chiếu bằng tia laser, vật liệu này xuất hiện tính chất bán dẫn. Vật liệu có thể dẫn điện hoặc không dẫn điện khi được chiếu sáng hoặc không chiếu sáng. Vì vậy, với tính năng này, vật liệu rất phù hợp để sử dụng trong đĩa quang học.

        Không giống các đĩa Blu-ray vốn vẫn đòi hỏi những nguyên tố hiếm và có giá trị như germani-antimon-teclua, những chiếc đĩa sử dụng titan oxit sẽ rẻ hơn gấp trăm lần và bằng cách sử dụng các hạt siêu nhỏ của vật liệu mới, những chiếc đĩa quang có thể được sản xuất với tiềm năng lưu trữ dữ liệu gấp 1000 lần so với các đĩa Blu-ray hiện tại.


        Giáo sư Ohkoshi nhấn mạnh: "Bạn không cần phải lo ngại về vấn đề tìm kiếm các kim loại hiếm. Titan oxit rất rẻ và an toàn, nó đã được sử dụng rộng rãi trong rất nhiều sản phẩm như phấn trang điểm, phấn trắng, v.v..." Ông cũng cho biết, hiện tại vẫn chưa xác định khi nào loại đĩa này được sản xuất và được đưa vào sử dụng thực tế nhưng ông cũng dự định sẽ liên hệ với các công ty để đi đến thương mại hóa.

Thạch anh là gì? Ứng dụng của thạch anh trong sản xuất

2013-11-30 20:49
    Dưới ánh sáng Mặt Trời chói chang, các hạt cát trắng sẽ làm bạn chói mắt. Trong các hạt cát nhỏ có những hạt không màu trong suốt, giống như những mảnh gương nhỏ phản xạ ánh sáng làm lóe mắt người ta.
    Các hạt cát nhỏ trong suốt là các mảnh vụn thạch anh có thành phần dioxyt silic. Các hạt thạch anh trong cát thường có kích thưốc bé. Các khối thạch anh lớn thường có dạng lăng trụ lục giác rất đẹp, người ta cũng gọi chúng là “thủy tinh”. Thạch anh trong suốt, không màu, sáng lấp lánh. Nếu thạch anh có lẫn tạp chất sẽ có màu: như thạch anh ám khói, thạch anh tím, thạch anh đen v.v...
Những khối thạch anh lớn trong thiên nhiên cũng khá hiếm. Khốithạch anh thiên nhiên kích thước lớn có thể cao bằng đầu người. Trên núi Nga My ở Tứ Xuyên (Trung Quốc), ngưòi ta đã dùng hai khối thạch anh cao đến 2m để làm trụ cửa chùa. Ngày nay người ta đã phỏng theo điều kiện tự nhiên, chọn loại cát thạch anh tinh khiết không màu nung đến 2000°c để cho kết tinh thành các đơn tinh thể thạch anh nhân tạo. Nếu cho thạch anh nóng chảy làm nguội với tốc độ tương đối lớn sẽ được trạng thái thủy tinh đục hoặcnửa đục là trạng thái không tạo thành tinh thể gọi là “thủy tinh thạch anh”.
    Các loại mắt kính xuất hiện sớm nhất được chế tạo bằng thạch anh thiên nhiên. Ngày nay các loại ống kính trong các máy quang học có loại được chế tạo bằng thạch anh thiên nhiên, có loại được chế tạo bằng thạch anh nhân tạo. Việc chế tạo một mắt kính bằng thạch anh quả thực không dễ dàng. Thạch anh rất cứng, người ta không thể dùng dụng, cụ cắt chúng thành lớp mỏng mà không để lại các vết sước dùng kính này đeo lên mắt chắc khó nhìn rõ được mọi vật. Trong các xưởng làm mắt kính người ta phải dùng bột kim cương tẩm nưốc, mài đi mài lại từ thô đến tinh đến khi đạt trạng thái mong muốn, cuối cùng dùng vải thô và bột oxit sắt chà xát cho đến khi sáng bóng, trong suốt đều, không còn vết hằn.
    “Mắt kính thạch anh” có chất lượng tốt hơn mắt kính chế tạo bằng thủy tinh thường vì thạch anh có độ trong suốt hàng đầu. Đeo kính bằng các mắt kính thạch anh nhìn mọi vật sẽ sắc nét, rõ ràng. Vì thạch anh chịu được nhiệt độ cao, độ giãn nởnhiệt nhỏ, chịu được mài mòn, khó bị sước, khó bị axit hoặc kiềm ăn mòn nên là loại vật liệu để chế tạo các máy móc chính xác rất tốt.

Loại hợp chất cao phân tử thiên nhiên nào bền vững nhất?

2013-11-30 20:41
    Trong thiên nhiên, các vật chất như: bông, gai, tơ, tre, lông và cao su đều được tạo thành từ các hợp chất hóa học cao phân tử, phân tử của chúng đến rất to và rất dài. Về mặt tính năng, các vật chất cao phân tử thường không tan trong nước, có độ mạnh cơ giới tương đối tốt và còn có tính cắt nguồn và chống ăn mòn tương đối tốt. Ngoài ra, phần lớn cao phân tử đều có kết cấu dạng mắc xích và tỉ lệ giữa độ dài và đường kính của cao phân tử lớn trên 1000 lần, cho nên, hợp chất hóa học cao phân tử có thể có tính dẻo và đàn hồi tương đối cao. Từ xưa cho đến nay, con người đã học cách lợi dụng những hợp chất cao phân tử này để dệt vải, đan lưới, sản xuất giày, sản xuất cao su, keo dán,…Điều này đã làm phong phú hơn rất nhiều cho cuộc sống vật chất của con người.
    Trong thiên nhiên, chủng loại của các hợp chất hóa học cao phân tử rất nhiều. Vậy, hợp chất hóa học cao phân tử nào kiên cố nhất? Đối với vấn đề này, các nhà sinh vật học đã từng làm nhiều cuộc thí nghiệm. Một lượng lớn các kết quả đo đạt đã cho thấy những sợi tơ do nhện nhả ra là hợp chất hóa học cao phân tử trong thiên nhiên có độ mạnh lớn nhất, độ mạnh của nó gấp 5 lần so với dây thép có độ cứng tương tự. Tơ nhện là hợp chất hóa học cao phân tử dạng protein do amino axit tổ hợp nên. Lưới nhện bằng tơ nhện có thể dính các loại côn trùng to hơn bản thân con nhện gấp mấy lần, cho nên nó không những chắc chắn mà còn có khả năng dính rất đặc biệt. Chính vì tơ nhện có các tính chất vượt trội nên đã thước hút sự quan tâm của các nhà khoa học. Ngày 3/11/1988, “Thời báo tài chính” của ảnh hưởng đã đăng một bài viết nghiên cứu về nhện. Bài viết này có nói rằng tơ nhện là hợp chất hóa học cao phân tử của sinh vật thiên nhiên chắc chắn nhất tồn tại trong tự nhiên. Việc nghiên cứu nó sâu hơn nữa sẽ có được những thông tin có ý nghĩa để tạo nên một nguyên liệu mới này. Nhật Bản đã thành lập một “Hiệp hội tơ nhện Đông Á” đang nghiên cứu về tính năng đặc biệt và kết cấu vi mô của tơ nhện, một số chuyên gia của trường đại học Cambridge – cũng đang lợi dụng công trình di truyền mà mô phỏng tơ nhện bằng công nghệ lên men, có thể hi vọng sẽ dùng nó để chế tạo áo chống đạn, hoặc chế tạo ra các loại nguyên liệu hỗn hợp vững chắc, dùng trong công nghiệp vũ trụ và ô tô.
 

"Băng khô" có phải là băng không?

2013-11-30 20:25

    Ở bang Texas thuộc miền nam nước Mĩ đã ra một việc rất kì lạ: có một lần, những nhân viên địa chất tiến hành thăm dò dầu mỏ. Họ dùng máy khoan xuống đất, khoan các lỗ rất sâu. Đột nhiên từ lỗ khoan , một luồng khí với áp suất hơn 4000 pa phun lên.

    Trong khoảnh khắc, từ các đường ống phun ra những bông tuyết màu trắng. Điều kì lạ là các nhân viên thăm dò thử sờ tay vào loại tuyết này thì trên tay không có bóng nước mà biến thành màu đen.
    Nguyên do là "tuyết trắng" này không phải là tuyết mà là "băng khô". Băng khô không phải là băng, không phải do nước đông lại mà do một chất khí không màu tên là cacbon đioxit đông lại mà thành.

    Nếu đem cacbonhidroxyt cho vào một ống thép rồi nén dưới áp suất cao,cacbonhidroxyt sẽ hóa lỏng giống như nước, nếu tiếp tục hạ thấp nhiệt độ, nó sẽ biến thành một chất lỏng màu trắng giống như hoa tuyết vào mùa đông, đó chính là băng khô. chỉ có điều so với tuyết thì tinh thể băng khô bé hơn, và dù thế nào chăng nữa thì đừng có sờ tay trực tiếp vào băng khô vì nhiệt độ của băng khô là -78,5oC, nó sẽ làm tay bạn bị tổn thương vì lạnh đông. Sau khi bị lạnh đông,trên da sẽ xuất hiện các nốt đen, mấy ngày sau sẽ bị vỡ ra.
    Nếu bạn đem băng khô dải trong phòng, nó sẽ nhanh chóng biến mất mà không để lại dấu vết gì, vì đã biến thành CO2 bay mãi vào không trung.
    Điều kì thú là do băng khô có nhiệt độ rát thấp, khi thăng hoa sẽ làm nhiệt độ không khí xung quanh hạ thấp xuống, hơi nước xung quanh sẽ bốc hơi lên thành sương mù. Như cảnh Tôn Ngộ Không 3 lần đánh Bạch Cốt Tinh đều nhờ băng khô tạo nên.
    Trong điều kiện thich hợp, người ta dùng máy bay dải băng khô để gây mưa nhân tạo.

Khí axetilen đã được dùng làm nguyên liệu để sản xuất các chất hữu cơ như thế nào?

2013-11-30 13:36

Khi công nghiệp chế biến hoá học dầu mỏ chưa phát triển (cho đến khoảng năm 1950) thì khí axetilen sản xuất từ đất đèn là nguyên liệu chính của công nghiệp sản xuất các hợp chất hữu cơ.

  • Người ta cho khí axetilen tác dụng với khí hiđroclorua để được vinyl clorua, sau đó trùng hợp vinyl clorua thành polivinyl clorua.

Polivinyl clorua (PVC) được coi là chất dẻo vạn năng. PVC dùng để sản xuất ra màng mỏng, bao bì, da giả, thùng đựng hoá chất, sợi chịu hoá chất, các cấu kiện xây dựng... Để sản xuất 1 tấn PVC phải dùng từ 17 - 2 tấn đất đèn.

  • Cũng trên cơ sở cho khí axetilen tác dụng với khí hiđroclorua người ta đã có các công nghệ tiếp theo chuyển đổi thành butadien để sản xuất cao su nhân tạo và hàng loạt monome có giá trị công nghiệp như acrilonitril, vinylaxetat, este của axit  acrylic,...

Trùng hợp vinylaxetat rồi thuỷ phân người ta thu được polivinyacol. Từ polime này kéo thành sợi bền, đẹp, chịu được hoá chất và thời tiết, có độ hút ẩm cao được gọi là vinylon. Như vậy axetilen là nguyên liệu quan trọng để giải quyết tốt vấn đề mặc.

Đánh giá chất lượng xăng như thế nào?

2013-11-30 13:32

Xăng dùng cho các loại động cơ thông dụng như ô tô, xe máy là hỗn hợp hiđrocacbon no ở thể lỏng (từ C5H12 đến C12H26). Chất lượng xăng được đánh giá qua chỉ số octan là phần trăm các ankan mạch nhánh có trong xăng. Chỉ số octan càng cao thì chất lượng xăng càng tốt do khả năng chịu áp lực nén tốt nên khả năng sinh nhiệt cao. n-Heptan được coi là có chỉ số octan bằng zero còn 2,2,4-trimetylpentan được quy ước có chỉ số octan bằng 100. Các hiđrocacbon mạch vòng và mạch nhánh có chỉ số octan cao hơn các hiđrocacbon mạch không nhánh. Xăng có chỉ số octan thấp như MOGAS 83 thường phải pha thêm một số phụ gia như tetraetyl chì (C2H5)4 hoặc lưu huỳnh. Các phụ gia này giúp làm tăng khả năng chịu nén của nhiên liệu nhưng khi thải ra không khí gây ô nhiễm môi trường, rất hại cho sức khoẻ con người. Hiện nay, ở Việt Nam chủ yếu dùng xăng A90 hoặc A92 là loại xăng có chỉ số octan cao - những loại xăng này không cần phải thêm các phụ gia nên đỡ độc hại và ít gây ô nhiễm môi trường.

<< 1 | 2 | 3 | 4 | 5 >>

 

Có thể bạn quan tâm

Công nghiệp và vật liệu

Nông nghiệp

 

 

 

 

 

 

FAQ: Công nghiệp-Vật liệu

Không tìm thấy thắc mắc.