1.9: Матеріали

Last updated
Save as PDF

Page ID: 19634

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Як хімія впливає на одяг, який ми носимо?

Дослідження хімії часто сповнені сюрпризів. Один такий сюрприз прийшов до Стефані Кволек з хімічної компанії DuPont, коли вона працювала над матеріалами, відомими як полімери. Ці хімічні речовини були навколо деякий час і використовувалися для нових видів текстилю. Кволек шукав міцний і жорсткий нафтопродукт. Вона придумала матеріал, який не схожий на ваш середній полімер; вона зіграла догадку і зробила його в нитки. Цей новий матеріал мав жорсткість приблизно в дев'ять разів, ніж у будь-яких відомих полімерів того часу. Подальші дослідження і розробки привели до виробництва кевлара, матеріалу, який зараз широко використовується в бронежилетах. Кевлар також знайшов широке застосування в гоночних вітрилах, автомобільних покришках, гальмах та вогнестійкому одязі, який носять пожежники.

Матеріали

Електроніка

Хіміки займаються проектуванням і виробництвом нових матеріалів. Деякі матеріали, які хіміки допомогли виявити або розробити в останні роки, включають полімери, кераміку, клеї, покриття та рідкі кристали. Рідкі кристали використовуються в електронних дисплеях, як в годинниках і калькуляторах. Комп'ютерний чіп на основі кремнію зробив революцію в сучасному суспільстві, і хіміки зіграли ключову роль в розробці і подальшому вдосконаленні цих чіпів. Калькулятор, показаний нижче, використовує як рідкокристалічний дисплей, так і мікросхеми всередині пристрою.

Малюнок\(\PageIndex{1}\): *Калькулятор з рідкокристалічним дисплеєм.* (Кредит: Nom (Користувач:Cjp24/Wikimedia Commons); Джерело: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sanyo_CZ_8127.jpg(opens у новому вікні); Ліцензія: Громадське надбання)

Надпровідники

Багато хіміків в даний час працюють в області надпровідності. Надпровідники - це матеріали, які здатні проводити електрику з\(100\%\) ефективністю, а це означає, що під час електричної передачі не втрачається енергія, як це відбувається зі звичайними провідними матеріалами, такими як мідний кабель. Завдання полягає в розробці матеріалів, які можуть діяти як надпровідники при нормальних температурах, на відміну від того, щоб мати можливість суперпроводитися лише при дуже низьких температурах.

Одяг

Волокна, що складають матеріали для нашого одягу, є або натуральними, або виготовленими людиною. Шовк і бавовна - приклади натуральних волокон. Шовк виробляється шовкопрядом, а бавовна вирощується як рослина. Тканини, виготовлені людиною, включають нейлон, орлон та ряд інших полімерів. Ці матеріали виготовляються з вуглеводнів, що містяться в нафтопродуктах. Синтетичні полімери також використовуються у взутті, дощовому спорядженні та предметах кемпінгу. Синтетичні тканини, як правило, легші за натуральні, і їх можна обробити, щоб бути більш водостійкими та довговічними.

Матеріали, спочатку розроблені як текстиль, знаходять широкий спектр інших застосувань. Нейлон міститься в ряді пластикового посуду. Скориставшись своєю міцністю і невеликою вагою, нейлон є компонентом мотузок, рибальських мереж, наметів та парашутів.

Малюнок\(\PageIndex{2}\): *Нейлоновий шпатель.* (Кредит: Користувач:Vanischenu/Wikimedia Commons; Джерело: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Nylon_spatula.jpg(opens у новому вікні); Ліцензія: Громадське надбання)

Резюме

Хіміки виробляють матеріали для електроніки, надпровідників, текстилю та інших застосувань.

Рецензія

Скористайтеся посиланням нижче, щоб відповісти на наступні питання:

Хто розробив кевлар?
Де використовуються рідкі кристали?
Що таке надпровідник?
З чого виготовляють синтетичні полімери