Промышленная резка бетона: rezkabetona.su
На главную  История 

Шарики и трубки из углерода

БОЕВАЯ КАВАЛЕРИЯ. Одним из основных совместных достижений Запада и Востока в области военного искусства считается создание боевой кавалерии. Ее возникновение стало возможным только опосля появления стремян, без которых нельзя наносить удар копьём, не падая этом с лошадки. Родина стремян — Индия (II в.). В конце VIII в. через Китай они попали в Европу. Доп устойчивость всаднику придавала твёрдая лука тяжёлого боевого седла с одной подпругой, изобретённая в конце VI в. В результате конник как бы сливался в единое целое с лошадью и мог применять ее силу при ударе копьём. Примерно в конце IX в. стали воспользоваться металлическими удилами, позволявшими еще лучше управлять лошадью, а к концу XI в. появились и шпоры. Все элементы снаряжения в комплексе давали ощутимый эффект в ходе боя. Первыми оценили это норманны. И хотя стремена попали к ним позже, чем к китайцам либо арабам, именно норманны, благодаря собственной кавалерии, числились наилучшими воинами не только в Европе, но и в Азии. МЕЛЬНИЦЫ. С Востока в Европу пришло одно из основных технических устройств Средневековья — мельница. Водяные мельницы мололи зерно ещё до новой эпохи в Китае и Индии, ветряные же впервые возникли в Персии. И те и остальные попали в Европу как наследие античной культуры. Здесь они были усовершенствованы и приспособлены для промышленного внедрения. РОСТ ГОРОДОВ. Экономический и соц подъём XI в. выразился в росте населения. Очевидно, никаких переписей населения тогда не проводилось. Поэтому любые подсчёты носят только приблизительный, оценочный характер. Однако даже эти оценки весьма показательны. По данным Чиполлы, приведённым в его книжке «Финансовая история Европы», за период с 650 по 1340 г. население Европы выросло с 18 млн. до 73,5 млн. человек. Всё больше людей жили в городках. Если в 737 г. лишь в Александрии, Константинополе, Антиохии, Басре и Дамаске число обитателей превышало 25 тыс., то к 1212 г. таких городов было уже 11. Рост городов имел значительные последствия для предстоящего развития средневековых технологий — там складывались благоприятные условия для формирования цехов и гильдий. К тому же городской образ жизни рождал энтузиазм к учёности. В Европе начали строить институты, знакомиться с произведениями античных авторов, сохранившиеся на Арабском Востоке... Не за горами был 1453 год — год взятия Константинополя турками, конец Средневековья... Профессионалы И ПОДМАСТЕРЬЯ В Средние века технические познания и умения передавались по наследству. Детки мастеров учились изготовлять вещи в точности таковыми же, какими они выходили у их родителей. Поэтому технологические новшества (новации) появлялись очень редко и распространялись медлительно. По мере возникновения новейших и роста старых городов, с расширением торговли положение равномерно изменялось. Горожанин уже не хотел одеваться, как крестьянин. Он желал иметь другую посуду, ювелирные украшения, мебель и т. д. Чем больше требовалось изделий, тем больше необходимо было качественных мастеров. Поэтому мастерские скоро росли и количество работающих в их ремесленников увеличивалось. Не секрет, что лучше всего работу выполняет опытнейший мастер. И ремесленное производство специализировалось. В итоге возникли мастерские, выпускавшие, например, лишь колёса для карет и телег либо только бочки. Ремесленники одной специальности объединялись в общества — це'хи, члены которых жили и работали по специально установленным правилам (уставам). В уставах строго оговаривалась организация работ, вплоть до мелочей. А именно, указывалось, сколько и какого оборудования (к примеру, ткацких станков) мастер может установить в мастерской; сколько учеников и подмастерьев должно быть у него. Определялись условия закупки сырья и сбыта продукции, ограничивались права ремесленников, не вошедших в состав цеха, на создание товаров. Больше всего в любом цехе было учеников — деток либо подростков. Они работали только за кров и пищу, однако получали возможность постигать секреты мастерства. По прошествии нескольких лет ученик мог стать подмастерьем и самостоятельно выбирать, где ему жить и работать. Сейчас он получал плату за собственный труд и воспринимал участие в обучении учеников. Мастеров было еще меньше, однако прав у них — не в пример больше. Только они обладали секретами мастерства и определяли, когда ученика можно считать подмастерьем, а подмастерье — мастером. Мастерам принадлежало оборудование, они же решали, когда и чему учить учеников. Согласно цеховым уставам, право делать изобретения принадлежало исключительно мастерам. По мере того как материальный барьер меж ними и подмастерьями увеличивался, а профессионалы из руководителей преобразовывались во владельцев производства, способности для внедрения технических новации уменьшались. Конечно, понимающий подмастерье и сам мог сделать изобретение, однако ему было не по силам обойти мастера, если тот не желал ничего поменять в организации производства. В XIV—XV вв. возникли «вечные подмастерья» и «странствующие подмастерья». В то время ссоры меж мастерами и подмастерьями считались в порядке вещей. По цеховым правилам, отстранённому от работы подмастерью полагалось каждое утро выходить на специально оговорённое место (традиционно на рыночную площадь), где его могли нанять. От предложенной работы отрешаться не разрешалось. Чтобы освободиться от обязательств, взятых на себя при вступлении в цех, подмастерье должен был покинуть город.

 

С тех пор как в 1985 г. была найдена молекула углерода в форме полого шарика, состоящая из 60 атомов, огромные надежды в области нанотехнологии исследователи связывают конкретно с углеродом. Нельзя сказать, что открытие это было совершенно неожиданным: задолго до него группа русских химиков теоретически предсказала, что углерод может существовать в виде сферической молекулы. А ещё в XIX в. Дмитрий Иванович Менделеев (1834—1907) писал, что в природе должны быть молекулы «С„, где п есть крупная величина». Но все-же открытие таковой молекулы — ее назвали фуллерен — произвело сенсацию. Углеродный шарик диаметром чуток больше 0,5 нм стал не только объектом пристального исследования, но и «родоначальником» целого класса новейших наноструктур. Расчёты проявили, что фуллерен — чрезвычайно крепкая и устойчивая молекула. Атомы углерода в ней соединены сильнее, чем в решётке алмаза. Не считая того, оказалось, что на базе фуллерена можно вырастить углеродные молекулы в виде бочонка (бареллены) из 80 атомов и трубки (тубелены), в которых число атомов доходит до миллиона. Из их «собирают» ещё более сложные молекулы в виде бубликов, квадратов, многоугольников и даже многолучевых звёзд, напоминающих морских ежей. «Сшив» их в разных сочетаниях, можно вырастить трёхмерную сверхрешётку совсем огромного размера (шварцшит), которая должна быть ещё более крепкой, чем фуллерен. Предполагаемая область внедрения нового материала чрезвычайно обширна. К примеру, из нанотрубок, собранных в пучок, выходит пористый материал, размер отверстий в котором несложно регулировать, меняя условия роста трубок. Из него можно делать мембраны — те самые молекулярные сита, о которых упоминалось ранее. Если в поры такого сита «загнать» длинноватые молекулы полимера либо цепочки атомов металла, образуются композитные материалы с заблаговременно данными свойствами. При соединении нанотрубок боковыми поверхностями половина связей меж ними будут таковыми, как у алмаза, а половина — как у графита. Получится гибкий материал, крепкость которого лишь на треть ниже, чем у алмаза. Он сумеет служить красивым покрытием для деталей, работающих в условиях трения. Если металлом либо полимером залить решётку шварцшита, появляется чрезвычайно крепкий аналог железобетона. Роль металлической арматуры в нём играют нанотрубки. Вопреки поговорке «Где тонко, там и рвётся» в данном случае рвётся там, где крепкость ниже .

 

как уже говорилось, наноструктуры оказываются во много раз прочнее обыкновенного материала. Шварцшит может отыскать применение и в технике принципиально нового уровня — наноэлектронике. Если в молекуле углерода часть «родных» атомов заменить на атомы остальных элементов, она приобретёт характеристики полупроводника, проводника либо изолятора. Молекулы в форме кольца можно применять в качестве элемента памяти нано-ЭВМ: вихревые токи в них могут «гулять» неограниченно долго. Тубелен, в свою очередь, способен играться роль магнитной катушки. Ток должен проходить не по всей его поверхности, а лишь по определённым связям, расположенным по спирали, подобно проводу в соленоиде. Из перечисленных частей можно собрать электронную схему нанометровых размеров, уложив в подходящем порядке отдельные трубки (или вырастив их прямо на месте). Схожая схема способна управлять уже не электрическими импульсами, а отдельными электронами, благодаря чему в карманном микрокалькуляторе поместится вычислительное устройство, занимающее сейчас несколько шифанеров. Магнитное поле, возникающее внутри такового «наносоленоида», обязано достигать колоссальной величины. Сегодня подобные поля удаётся получить только на совсем короткое время, измеряемое долями секунды, в ходе сложных и небезопасных опытов. Эти эксперименты необходимы для исследования неких физических, химических и био явлений. Нанотехника существенно расширит возможности учёных. И хотя это дело далёкого грядущего, нанотрубки уже создают в промышленном масштабе: их используют в качестве сырья для получения композитов. Шарики-фуллерены оказались красивым материалом для смазки, способной выдерживать высшую температуру. Они же преподнесли исследователям ещё один, на сей раз совершенно неожиданный сюрприз.



Материал-универсал. Стекло и керамика. Разработка в космосе. Метеорологическая ракета.

На главную  История 





0.0064
 
Яндекс.Метрика