[0:01]Доброго дня, шановні старшокласники. Продовжуємо спілкуватися з теми роль хімія у створенні нових матеріалів, розвитку нових напрямів технологій.
[0:16]Хімія - наука соціальна. Її мета - задовольняти потреби кожної людини і всього суспільства. Молекулярна біологія, генна інженерія, біотехнології, матеріалознавство, це фундаментальні хімічні науки. Створення нових матеріалів передбачають використання високих тисків, температур. Матеріали, які використовують зокрема в машинобудуванні, недостатньо стійкі і міцні. Нових матеріалів потребують різні галузі: космічна, атомна, медична, харчова. Людство чекає від хімії нових матеріалів, нових джерел і акумуляторів енергії, нових чистих і безпечних технологій. Розглянемо деякі напрямки розвитку хімії в 21 сторіччі. Молекулярне моделювання, спинова хімія, нанохімія, фулерени і нанотрубки, плазмова металургія.
[1:22]Молекулярне моделювання. Комп'ютерний дизайн молекул і хімічних реакцій. Комп'ютер стає таким самим інструментом дослідження, як і хімічний експеримент.
[1:42]Спинова хімія. Вона вводить в хімію магнітні взаємодії. Нині вже одержані кристали молекулярних магнетиків, які в порівнянні з класичними магнітними матеріалами надзвичайно легкі, оптично прозорі у видимій і інфрачервоних областях спектру. Вони є діелектриками, нетоксичні, стійкі до корозії.
[2:10]Їх можна використовувати в таких галузях: магнітний захист від низькочастотних полів, виготовлення трансформаторів та генераторів з малою масою, енергетиці, у науковому приладобудуванні. Кріогеній техніці, інформаційних технологіях, медицині. Маніпулювання магнетизмом для майбутніх пристроїв зберігання даних. Мультиметал для усунення кавітаційних пошкоджень гідроагрегатів методом холодного молекулярного зварювання, магнітопроводи трансформаторів, телекомунікаційних систем. Синтез кальцієвих гідроксоапатитів і фторапатитів як біонаноматеріалів для медицини, установка для очищення стічних вод із використанням ультрадисперсних фаз гідроксидів феруму.
[3:13]Нанохімія - розділ хімії, що вивчає будову, властивості і особливості хімічних реакцій, у яких беруть участь наночастинки. Це синтез нанодисперсних речовин і матеріалів, регулювання хімічних перетворень. Отримання нових каталізаторів для хімічної і нафтохімічної промисловості, наноліків для терапії та хірургії. Розглянемо основні перспективні напрямки для розвитку нанотехнологій. Використання наноматеріалів для освоєння космічного простору, створення нанороботів на світлових індикаторах, створення рідкорепелентних матеріалів, використання нанотехнологій для терапії ВІЛ.
[4:06]Виготовлення самовідновних акумуляторів із високою інтерколяційною здатністю, створення розумного текстилю, створення електронних пристроїв. На ефекті дискретного одноелектронного тунелювання та самозбирання ДНК. Розглянемо розподіл основних галузей, в яких випускається нанотехнологічна продукція у світі. Будівництво, довкілля, текстильна промисловість по 12% кожна галузь. Автомобільна промисловість - 10%. Косметика - 9%. Харчування - 8%. Медицина і нафтова промисловість по 7%. І такі галузі, як електроніка, побутова техніка і сільське господарство по 6%.
[5:11]Фулерени і нанотрубки. Це великі класи одних з найцікавіших наноструктур. Найбільш вивчені на сьогодні фулерени C60, C70, але отримані і гігантські молекули: C240, C540, C1840 з надзвичайними властивостями. Синтезовано фулеренові полімери, плівки, кристали. З нанотрубок одержують дуже цікаві матеріали, наприклад, нанопапір з унікальною міцністю. Міцність нанотрубок у 50, а то і 100 разів більше, ніж у сталі. Це означає, що стане в пригоді цей винахід людству. Нещодавно фахівці навчилися прясти нанотрубки і одержувати вуглецеві нитки. Інтенсивно розвиваються хімічні та фізико-хімічні методи одержання особливо чистих металів. Нині одержують чисті метали, вміст домішок у яких знижено до 10 в -6 степені відсотків. Так, одержали надчистий титан. Він кується, витягується в дріт, піддається прокату, утворюючи листи і навіть фольгу.
[6:46]Велике майбутнє у плазмової металургії. Вона дозволяє відновлювати метали безпосередньо з руд, значно прискорюючи металургічні процеси, отримувати чисті матеріали, знизити розхід палива, розв'язати проблему безвідходного виробництва у металургії. Єдиним недоліком плазмово-дугової печі є великі витрати електроенергії. Плазмова різка. Можливість плазмового різання металу товщиною від 0,8 мм до 32 мм. Які є переваги у плазмового різання? Немає деформаційних напливів, немає окалин, можливість різання листів металу різної товщини і різних марок сталі, не потрібно чекати на розігрів, швидкість різання.
[8:03]Вирізання складних деталей самих різних геометричних форм, малюнків, написів. Але якщо мова йде про деталі з високими запитами точності розмірів, менше ніж 0,5 мм, то краще віддати перевагу лазерному різанню металів. Хоча ця послуга обійдеться значно дорожче. Прошу переглянути відеоматеріал, як працюють фахівці.
[8:52]І так, людство чекає від хімії нових матеріалів, нових джерел і акумуляторів енергії, нових чистих і безпечних технологій. Я розглянула тільки деякі напрямки розвитку хімії в 21 сторіччі. Дякую за увагу, дорогі учні!
