Vandenilis iš alkoholio
Gal netrukus posakis "užsipilti alkoholio" turės visai kitokią
prasmę negu šiandien. Jau sukurtas
kompaktiškas reaktorius, kuris iš alkoholio
gamina vandenilį, todėl elektromobiliams, kurie bus varomi vandenilį
naudojančiais kuro elementais, nebereikės vežiotis didelio slėgio kuro
bakų. Pakaks įprastinio kuro bako,
užpildyto etanolio ir vandens mišiniu.
Ši technologija taip sudarys sąlygas pat atsisakyti dar vienos daug
problemų keliančios vandenilio
ekonomikos ypatybių - degalinių, kuriose
būtų saugomi milžiniški labai
sprogaus vandenilio kiekiai. Tokių
degalinių idėjai jau dabar priešinamasi.
Ne didesnė už kavos puodelį kuro celė.
Minesotos universiteto specialistų sukurtoji sistema gali pakeisti
visą kuro elementų panaudojimo
elektromobiliuose ateitį. Reaktoriaus prototipas, kuris yra 10 cm ilgio ir 2 cm
skersmens, gamins tiek vandenilio, kiek jo prireiks automobiliui.
Dabartiniai pramoniniai vandenilį gaminantys
reaktoriai yra gerokai didesni.
Reaktoriuje alkoholis (etanolis) yra verčiamas vandeniliu
pasitelkus dviejų etapų procesą. Pradžioje
etanolio, vandens ir oro mišinys yra
įpurškiamas į reakcijos kamerą ir
įkaitinamas iki 140 oC temperatūros, kuris
veikiamas išgaruoja visos jį
sudarančios medžiagos. Garai praleidžiami pro
rodžio ir cerio oksido katalizatorių,
kuris suskaldo etanolį, paversdamas
jį vandeniliu, anglies viendeginiu ir anglies dvideginiu. Tuo pat metu
išsiskiria ir papildoma šiluma, pakelianti temperatūrą iki 700
oC ir paspartinanti reakciją. Ši šiluma taip pat gali
būti naudojama papildomai
įpurškiamų dujų pašildymui.
Vėliau mišinys patenka į kamerą, kurioje jis atšaldomas iki 400
oC ir praeina platinos ir cerio oksido
katalizatorių. Šioje vietoje su karštais
vandens garais sureaguoja anglies viendeginis ir susidaro anglies
dvideginis ir vandenilis. Iš reaktoriaus
išeinančiose dujose vandenilio yra apie
50 proc.
Naujajam reaktoriui tiks etanolis, pagamintas fermentuojant
grūdus ar bulves. Tokiu būdu gaunamo
vandenilio kaina prilygtų benzino kainai, tuo tarpu visos procese
naudojamos žaliavos būtų atsinaujinančios.
Aišku, vandenilio kaina šiuo atveju
svyruotų ir priklausytų nuo metų derliaus.
Nors automobiliai yra pirmasis naujosios technologijos taikinys,
nemaža rinka jai būtų ir elektros
energijos generavimas tose vietose, kurių nepasiekia elektros perdavimo
linijos. Todėl tikimasi, kad plataus
įdiegimo ilgai laukti neteks.
Į viršų
Sužadinti elektronai mažina trintį
Fizikai sugalvojo būdą kaip sukurti "neigiamą trintį" -
situaciją, kurioje viena pro kitą judančių
molekulių greitis ne sulėtėtų, o
padidėtų. Tinkamai pažabojus tokį
efektą, būtų galima sukurti
mikroskopinius mechanizmus ir išsiaiškinti, kaip
ląstelių viduje sąveikauja biologinės
molekulės.
Šis reiškinys remiasi van der Waalso jėgomis, kurios normaliais
atvejais sukuria tarp molekulių
silpną trauką. Molekulėse esantys
elektronai vibruoja, todėl vienose molekulių srityse atsiranda nedideli
teigiami elektros krūviai, o kitose -
neigiami krūviai. Kai tos sritys yra arti
viena kitos, teigiami ir neigiami krūviai traukia vienas kitą. Dėl šios
traukos savo formą įgyja didelės
molekulės, pavyzdžiui, baltymai.
Adamas Cohenas iš Kembridžo universiteto (Anglija) ir Shaulas
Mukamelis iš Kalifornijos universiteto Irvine suskaičiavo, kas atsitiktų toms
jėgoms, jei elektronai būtų
sužadinti šviesa arba šiluma ir aptiko
gausybę naujų reiškinių. Pavyzdžiui, jei
elektronus pavyktų priversti svyruoti stipriau, paprastai labai silpnos van
der Waalso jėgos išaugs iki 50 kartų.
Taip pat yra įmanoma taip sužadinti
elektronus, kad jie suteiktų energijos pro šalį judančioms molekulėms, šitaip
jas pagreitinant - efektas, atvirkščias įprastinei trinčiai.
Cohenas svarsto, ar tokie reiškiniai negalėtų vykti tokiuose
procesuose kaip fotosintezė. Rezultatai bus
paskelbti žurnale "Physical Review Letters".
Į viršų
300 mm skersmens kristalai
VLSI Research prezidentas Danas Hutchisonas baiminasi, kad
pramonei gali imti trūkti 300 mm skersmens
silicio plokštelių. Taip, jo nuomone,
gali atsitikti todėl, kad, pereinant nuo 8 (200 mm) prie 12 colių
skersmens (300 mm) plokštelių gamintojams
tenka atlikti didžiulį šuolį.
300 cm plokštelės yra išpjaunamos iš tokių silicio kristalų. Nuotraukoje parodytas vienas kristalas, užaugintas Czochralskio būdu.
Tačiau didieji puslaidininkinių prietaisų gamintojai, kurie jau
naudoja 300 cm plokšteles pernelyg nesijaudina, nes yra sudarę ilgalaikes
sutartis plokštelių tiekimui. Problemų
gali susilaukti šio pramonės sektoriaus naujokai.
Neseniai paskelbti lustų gamybos statistikos rezultatai rodo, kad per
pirmuosius devynis 2003 m. mėnesius modernesniųjų lustų, kurių
dauguma gaminami naudojant 300 cm plokšteles, gamyba išaugo 30 proc.
Nuraminti turėtų ir vieno iš pačių svarbiausių pasaulyje 300 cm
skersmens plokštelių gamintojo,
vokiečių firmos Wacker Silitronic
pranešimas apie tai, jog Freiburge jie pastatė
naują gamyklą, skirtą vien 300 cm
skersmens silicio kristalų auginimui.
Į viršų
Kriogeninis pjaustymas
Inžinieriai neseniai sukūrė naujovišką medžiagų
pjaustymo technologiją, kurioje panaudotas viršgarsiniu greičiu
lekiantis skystojo azoto srautas. Vadinamasis Nitrojet pjauna beveik
viską - plieno armatūrą, betono blokus, audeklo rietimus,
skerdieną - ir niekuomet neatšimpa.
Nitrojet technologiją dešimtojo dešimtmečio pradžioje sukūrė
Aidaho Nacionalinės inžinerijos
laboratorijos INEL (JAV) mokslininkai, ieškoję būdų supjaustyti statines,
kuriose buvo laikomi galintys sprogti
teršalai. Ronas Warnecke, kompanijos TRUtech, užsiimančios branduolinių
ginklų nukenksminimu ir utilizavimu, prezidentas nugirdo apie tai, kai
ieškojo ekologiškai saugaus būdo supjaustyti plutonio apdorojimo
įrangą. Vėliau TRUtech įsigijo licenziją
naujajai technologijai ir INEL prototipą pavertė komerciniu gaminiu.
Vėliau Warnecke įkūrė naują kompaniją
NitroCision, kuri šį gaminį diegė.
Didelio slėgio skystojo azoto čiurkšlė eina per kietas medžiagas kaip peilis per sviestą, o po to nematomai išnyksta ore.
Peršaldyto azoto srautas, purškiantis iš specialios čiurkšlės,
pritvirtintos prie rankoje laikomo arba roboto valdomo strypo, puikiai
tinka medžiagų skaldymui, nes tankios
suskystintos dujos lengvai įsiterpia į
kietajame kūne esančius plyšius bei
įtrūkimus ir po to greitai plečiasi,
skeldamas tą kūną iš vidaus. Proceso
efektyvumas priklauso nuo slėgio (nuo 500 iki 5000 atmosferų),
temperatūros (nuo - 200 iki 0 oC) ir atstumo iki
pjaunamojo objekto. Naudojant mažesnį slėgį srautu dangas nuo pačių
jautriausių paviršių galima pašalinti geriau
negu bet kuriuo kitu valymo būdu.
Be to, kriogeninė čiurkšlė
nepalieka jokių atliekų ir nieko
neteršia, nes labai šalti "ašmenys" sušilę
paprasčiausiai išnyksta ore. Valant ar pjaunat atsiradę pavojingi likučiai
gali būti susiurbiami pačioje pjovimo
vietoje.
Naudodami Nitrojet sistemą NASA technikai Kenedžio
kosmodrome stengiasi nuimti daugkartinio naudojimo erdvėlaivio raketų vidines
nuo perkaitimo saugančias dangas. JAV Jūrų laivynas šią sistemą pradėjo
naudoti šalinti nuo laivų korpusų,
antenų ir kitos įrangos atitarnavusioms
antikorozinėms dangoms. Be to,
naująją pjaustymo technologiją ėmė
naudoti lėktuvų gamintojai Boeing bei
Northrop Grumman, puslaidininkinių prietaisų gamintojai
Semitool ir Rogers, dažus gaminančios firmos
Sherwin-Williams ir Merimac Industries bei sufasuotą mėsą pardavinėjančios
Hormel ir ConAgra firmos.
Dabar žemo slėgio Nitrojet sistema kainuoja nuo 200 iki 300
tūkstančių dolerių, o visiškai
sukomplektuota - 450 000 dolerių. Tai
gerokai didesnė už tradicinės vandens
čiurkšles naudojančios sistemos kainą,
bet naujosios technologijos šalininkai sako, kad ji to verta.
Į viršų
Labai kieti sintetiniai deimantai
Itin kieti dirbtiniai deimantai dabar, galima sakyti, gaminami
"iš oro". Deimantus pagaminusios Carnegie instituto Vašingtone grupės
vadovas Russelas Hemley sako, kad jų pagamintieji deimantų kristalai
yra patys kiečiausi iš kada nors
žinotų. Bandymai parodė, kad naujieji
kristalai yra apie 50 proc. kietesni už
kitus sintetinius ir natūralius deimantus.
Be to jų storis yra apie 5 mm, o tai yra daugiau nei kada nors pavyko
gauti naudojant vadinamuosius cheminių dujų nusodinimo procesus.
Daugelis taip pagamintų deimanto
sluoksnių yra plonesni už 1 mm, tuo tarpi
Carnegie grupei pavyko sėkmingai supjaustyti ir nupoliruoti savuosius
4,5 mm storio sluoksnius tiek, jog jie dabar tinkami net ir juvelyrams.

Deimantai yra gaminami dviem etapais. Pradžioje mokslininkai
palaipsniui sodino anglies garus ant jau turimo deimanto paviršiaus
siekdami suformuoti deimanto sluoksnio gemalą. Anglies atomai likdavo
įkrautomis dalelėmis bombarduojant
vandenilio ir metano dujų mišinį. Po to šie
sluoksniai buvo supjaustomi ir, suslėgus iki 50-70 tūkstančių atmosferų
slėgio, kaitinami 2000oC
temperatūroje. Mokslininkai sako, kad šie labai
kieti kristalai tiks pjovimo įrankiams.
Į viršų
|