+
Industrija

Inovatyviausias silicio panaudojimas

Inovatyviausias silicio panaudojimas

[Vaizdo šaltinis: Redaguota / Vikipedija]

Silicis yra neabejotinai vienas, jei ne, svarbiausias humanitarinių mokslų evoliucijos per šiuolaikinę istoriją ir pramonės revoliuciją elementas. Šį elementą 1824 m. Atrado švedų chemikas Jönsas Jacobas Berzeliusas, po to, kai inde įkaitino kalio drožles, tada nuplauna likučius ir šalutinius produktus. Įstrigusiame indo viduje liko beveik grynas silicis.

Dabar silicis gaminamas kaitinant smėlį su anglimi iki artėjančios temperatūros 2200 ° C. Tai septintas pagal dydį visatos elementas ir vienas iš universaliausių elementų, kuriuos žmonės nuolat naudoja ir įgyvendina produktuose.

Krosnys

Netrukus po ledynmečio prasidėjo nauja žmonijos era. Aplink 8000 m. Pr. Kr Artimųjų Rytų žmonės jau pradėjo ūkininkauti. Dėl medžiagų ir maisto produktų antplūdžio reikėjo sukurti naujus būdus, kaip juos ilgai laikyti. Nors ugnis buvo naudojama daugelį metų anksčiau, ji dažniausiai buvo nevaržoma ir gana pavojinga. Norint geriau kontroliuoti ugnį, buvo sukurtos molinės krosnys. Molis, turintis didelę kompoziciją Kaolinitas (Al2Si2O5 (OH) 4) pasirodė nepaprastai atsparus karščiui, tačiau drėgnai lengvai formuojamas. Nors krosnelės išlaikė paprastą funkcionalumą, jos pasirodė neišnaudojamas šaltinis. Krosnys leido ankstyvosioms kartoms išsaugoti maistą ir sukietinti plytas, o tai leido augti populiacijoms, nes buvo galima laiku pagaminti struktūriškai patikimesnius namus, kurie išliktų kartoms. Didelis maisto ir statybinių medžiagų srautas turėjo tapti neatsiejama ateities kartų klestėjimo ir išlikimo dalimi.

Stiklas

Nors tai ir nėra akivaizdu, stiklas suvaidino didelį vaidmenį žmonijos žydėjime, tačiau ankstyvosios kartos, norėdamos sukurti peilius, strėlių antgalius ir net pinigus, labai pasikliovė natūraliai randamu stiklu, obsidianu. Tačiau pirmuosius stiklo kūrinius galima atsekti iki Sirijos 5000 m. Pr. Kr.Žemės plutoje ir ant jos ploto liko akivaizdžiai didelis silikono kiekis, tik laiko klausimas, kol kažkas pamatė, kaip uola ištirpsta ir sukietėja į stiklą. Nors stiklo gamybos pradžioje pasirodė be galo sunku dirbti su stiklu.

Stiklo lydymo krosnys buvo gana mažos, vos tiek šilumos, kad stiklas ištirptų. Tačiau Sirijoje išradus smūginį vamzdį, stiklo gamyba tapo lengvesnė, greitesnė ir ekonomiškesnė. Romos imperija daugiausia perėmė stiklo gamybą ir įgyvendino ją visose savo kontroliuojamose šalyse. Stiklo meistrai atrado naujų būdų, kaip padaryti stiklą tvirtesnį, skaidresnį ir atsparesnį lūžiams.

Šiandien stiklas pritaikytas praktiškai visuose pastatuose. Šiandien stiklas gali būti beveik toks pat tvirtas kaip plienas, pakankamai atsparus, kad atlaikytų kelias kulkas, ir naudojamas elektrai gaminti. Nors kai kurios aiškios medžiagos buvo sukurtos iš plastiko ir net medžio, stiklas išlieka pats universaliausias, paliekant jį kaip aiškų pasirinkimą.

Transistoriai ir elektroninis naudojimas

Būtų neįmanoma aptarti silicio naujovių, nepaminėjant žymiausių jo diegimų elektroniniame pasaulyje, net užsitarnavus vardą JAV - Silicio slėnyje. Silicio, ypač susijusio su tranzistoriais, dėka buvo sukurti didžiausi žmogaus pasiekimai - patvarūs, galingi kompiuteriai.

Silicis nėra metalas ar nemetalas. Jis priklauso tai pačiai šeimai kaip ir anglis - metaloidas. Silicis demonstruoja metalų ir nemetalų savybes, galinčius perduoti srovę pagal tai, ar jis įkrautas, ar ne. Taigi galima gauti padėtį „įjungta“ arba „išjungta“, įgalinanti dvejetainę funkciją.

Nors pirmieji tranzistoriai buvo pagaminti iš germanio, jų veikimo temperatūros apribojimai ir dabartinės nuotėkio problemos esant „išjungtai“ valstybei labai trukdė jų darbiniam potencialui. Nepaisant to, kad silicį yra sunkiau dirbti, didelio grynumo „puslaidininkių kokybės“ silicis leidžia prietaisams veikti nuo -55 iki 125 ° C, o tai žymiai pagerina skaičiavimo potencialą. 1954 m. „Bell Labs“ chemikas Morrisas Tanenbaumas sukūrė pirmąjį funkcinį silicio tranzistorių, amžinai pakeisiantį kompiuterių pasaulį.

Saulės elementai

Silicis tapo pagrindiniu tiek mokslininkų, tiek inžinierių centru. 1954 m. Pradžioje inžinierius Daryl Chapin ir fizikas Geraldas Pearsonas dirbo su tam tikru metodu, kai boro atomų sluoksnis buvo išsklaidytas į n tipo silicio plokšteles, kurios savo ruožtu sukūrė didelius p-n sandūrų plotus, esančius šiek tiek žemiau paviršiaus. Šviesos šaltinio apšvietimas sankryžose sukėlė stiprią elektros srovę, remiantis 1940 m. Ohlo (1940 m. Etapas) atrastu fotovoltiniu efektu. Aparatas sugebėjo išlaikyti artėjantį efektyvumą 6 proc. Naujasis prietaisas buvo pavadintas „saulės baterijaIki 1950-ųjų dešimtmečio saulės elementai jau buvo plačiai naudojami, tiekiantys maitinimą kaimo telefono sistemoms ir kosminiams palydovams.

Šiandien silicis yra įgyvendinamas praktiškai kiekviename projekte. Silicio universalumas leidžia atsispirti šilumai, išlaikant metaloido savybes, kurios leido gaminti tranzistorius. Dabar silicis tapo neatsiejama elektronikos sudedamąja dalimi, nors jis vis dar stipriai naudojamas statybų produktuose. Silicis yra universaliausia pasaulyje medžiaga, ji yra svarbiausi elementai Žemėje. Su juo daugelis, jei ne dauguma pasaulio naujovių, buvo sukurtos daugiausia dėl silicio atradimo.

TAIP PAT ŽR.: „G-Pad“ silikoninė įvorė prideda „Gameboy“ mygtukus prie jūsų „iPhone“

Parašė Maverickas Bakeris


Žiūrėti video įrašą: KOSULYS ir kaip su juo tvarkytis greitai ir efektingai. (Sausis 2021).