respublika.lt
 

Stiklas - daug įdomesnis nei atrodonuotraukos

2019 gegužės mėn. 18 d. 07:38:19
Milda KUNSKAITĖ

Stiklas nėra tokia paprasta medžiaga, kaip atrodo iš pirmo žvilgsnio. Šiuolaikiniai tyrinėjimai rodo, kad jis pasižymi nuostabiomis savybėmis, praverčiančiomis kuriant pažangias technologijas.

×
nuotr. 3 nuotr.
Stiklinis tiltas. EPA-Eltos nuotr.


Dingusio kraterio stikliniai pėdsakai

Geologų duomenimis maždaug prieš 800 tūkst. metų į Žemę įsirėžė didžiulis asteroidas. Veikiant meteoritų smūgių sukurtam milžiniškam slėgiui ir temperatūrai susidaro tektitai - stiklo rutuliukai. Ir po šio smūgio atmosferoje pasklido stiklo rutuliukai, taigi 22 500 kv.km plote nulijo stiklo lietus. Nors šio stiklo liekanų yra visoje Azijoje ir Australijoje, smūginio kraterio aptikti nepavyko.

2018 m. Antarktidoje buvo rasta daugiau žmogaus plauko storio stiklo rutuliukų ir netrukus jie buvo identifikuoti kaip paslaptingo meteorito nuolaužų dalis. Rutuliukai buvo pavadinti mikrotektitais, o jų cheminė sudėtis patraukė mokslininkų dėmesį.

Dėl mažo natrio ir kalio kiekio juose buvo padaryta išvada, kad rutuliukai tikriausiai buvo tolimiausiame paslaptingojo kraterio pakraštyje. Natris ir kalis išplaunami veikiant ekstremalioms temperatūroms, o karštos atplaišos pasklinda toliau nuo smūgio vietos. Antarktidos mikrotektitus palyginus su Australijos, paaiškėjo, kad pastaruosiuose natrio ir kalio yra gerokai daugiau, taigi teoriškai jie buvo šiek tiek arčiau kraterio.

Pagal šią formulę tyrinėtojai tikisi rasti kraterį kur nors Vietname. Jeigu tai pasirodys tiesa, vadinasi, stiklo rutuliukai iš Antarktidos įveikė neįtikėtiną atstumą - apie 11 tūkst. km.

Stiklas nori būti kristalas


Mokslininkai nėra tikri, kokia medžiaga yra stiklas. Stiklo plokštelė nėra kieta, nors tokia ir atrodo. Keista, bet stiklas yra tarsi skystis ir kietasis kūnas vienu metu.

Stiklo atomai elgiasi kaip lėtai judantys helio atomai, kurie niekada niekur nepatenka, nes blokuoja vienas kitą. 2008 m. moksle įvyko proveržis, kai specialistų dėmesį patraukė piešinys, sukurtas stiklo atomų, jiems vėstant.

Atomai sudarė struktūras, vadinamas ikosaedrais (dvidešimtsieniais), kurie primena trimačius penkiakampius. Kadangi penkiakampiai negali būti išdėstyti tam tikra tvarka, stiklo atomai atrodė netvarkingi.

To paties tyrimo metu nustatyta, kad stiklas iš visų jėgų stengiasi būti kristalas. Bet kad tai įvyktų, molekulės turi išsidėstyti labai tikslia seka - kieto kūno molekulės sudaro stabilią kristalinę struktūrą. Trimačiai penkiakampiai tam trukdo. Kitaip tariant, stiklas nėra nei kietas, nei skystas, tarpinės būsenos, pasižymi helio savybėmis ir yra tarsi sulėtinto formavimosi kristalas.

Sprogstantis princo Ruperto stiklas

Pagal formą jis yra panašus į ašaras arba buožgalvius. Tačiau Ruperto stiklo lašas savyje jungia dvi priešingybes, demonstruodamas trapumą ir kartu tvirtumą, galintį atlaikyti plaktuko smūgį. Kai išlydytas stiklas laša į ledinį vandenį, susidaro neįprasti lašai.

XVII a. Bavarijos princas Rupertas bandė įminti jų mįslę. Per lašo formos rutuliuką trenkiant kūju, stiklas nedužo. Tačiau nupjovus ploną uodegėlę visas lašas subyrėdavo į dulkes. Anglijos karalius Karolis II, Ruperto dėdė, Karališkajai mokslo draugijai įsakė atskleisti šią paslaptį, tačiau mokslo vyrai atsakymo nerado.

Tik 1994 m. sulėtintai filmuojant buvo pastebėta, kad tą akimirką, kai nulaužiama uodegytė, lašo galvutė ima eižėti, o įtrūkiai plinta didesniu kaip 6400 km/val, greičiu. Be to, mokslininkai nustatė, kad keistas lašų tvirtumas yra susijęs su atšaldymu. Kai skystas stiklas patenka į šaltą vandenį, jis akimirksniu atšąla iš išorės, o vidinė dalis kietėja lėčiau, ir tai sukuria gana tvarią įtampą, kurios užtenka, kad lašas atlaikytų plaktuko smūgį. Tačiau ta pati įtampa susprogdina lašą iš vidaus, vos tik atsiranda pirmasis įtrūkis.

Stiklas - radioaktyvių atliekų saugykla


Viena pagrindinių problemų, susijusių su pavojingomis medžiagomis - atliekų saugojimas, o visame pasaulyje jų yra labai daug. Konteineriai dažnai būna nesandarūs ir nuodingos nuotekos užteršia žemę, vandens šaltinius ir net nuodija žmones.

2018 m. JAV energetikos departamentas rado naują būdą radioaktyvioms atliekoms saugoti: skystos atliekos buvo maišomos su ingredientais, naudojamais stiklui gaminti, o paskui palaipsniui lydomos. Buvusioje Henfordo karinėje gamykloje po žeme yra saugomi rezervuarai su stiklo pavidalo atliekomis. Pirmam bandymui kurti neišsiliejančias atliekas specialistai pasirinko žemo aktyvumo radioaktyvias atliekas. Patekusios Į krosnį, jos po 20 valandų buvo išimtos visiškai sustiklėjusios.

Kadangi pirmasis bandymas radioaktyvias medžiagas sudėti į stiklą buvo labai sėkmingas, dabar, vykdant plataus masto programą, Henforde, po žeme, bus saugoma milijonai litrų toksiškų atliekų.

Atsparus kaip plienas


2015 m. Tokijo universitete buvo sukurta naujos rūšies medžiaga - permatomas stiklas, beveik toks pat tvirtas kaip plienas. (Tik pamėginkite įsivaizduoti po automobilių susidūrimų nesudužusius jų langus arba nedūžtančias taures...) Visa, ko tam reikėjo - rasti būdą į stiklą įmaišyti aliuminio oksido. Aliuminio oksidas pagal kietumą beveik prilygsta deimantui. Šis priedas taip pat naudojamas dažams ir plastmasei sukietinti.

Daug metų panašūs bandymai baigdavosi nesėkme, nes bet kurioje gamybos talpoje susiformuodavo silicio dioksido kristalai, dėl kurių stiklas tampa bevertis. Stiklo ir aliuminio oksido mišinį pavyko pagaminti medžiagas sumaišius ore. 50 proc. aliuminio oksido priedas stiklą pavertė elastingu ir tvirtu kaip plienas.

Tai atveria kelius naujovėms, kuriant telefonus, kompiuterius ir ateities elektroniką. Lieka tik pradėti jo masinę gamybą.

Savaime atsinaujinantis stiklas

2017 m. japonų mokslininkai tyrinėjo naujas lipnias medžiagas ir atsitiktinai atrado kai ką fantastiško: atsinaujinantį stiklą. Bandymo metu buvo pastebėta, kad suspaudus dvi į stiklą panašios medžiagos dalis, jos tvirtai sulimpa.

Vėlesni bandymai parodė, kad tokia medžiaga nebuvo vienkartinis stebuklas. Stebuklingasis elementas - tai polimeras, vadinamas polieterio tiošlapalu. Perpjovus medžiagą ir suglaudus abi puses, polimeras pradėdavo lydytis, ir spaudžiant jį 30 sekundžių, sulipdavo. Įdomiausia yra tai, kad tai vykdavo kambario temperatūroje, juk paprastai medžiagoms lydytis reikalinga aukšta temperatūra. Iš kitų panašių medžiagų polieterio tiošlapalas išsiskyrė kaip greičiausiai atsinaujinantis. Nors jo kietumas yra kaip paprasto stiklo, polimerinis stiklas atveria daugiau pritaikymo galimybių. Vienas iš sprendimų - vaistas nuo erzinančių įtrūkių mobiliojo telefono ekrane.

Medicina taip pat gali tikėtis naudos, juk nedūžtančios medžiagos gali būti panaudotos žmogaus kūno viduje.

Kaulus pakeisti stiklu


Kažin ar kam patiktų idėja savo tvirtą skeletą pakeisti stikliniu. Kad ir kaip baisiai skambėtų, chirurgai mano, kad tai yra idealus sprendimas lūžus kaulams.

Pamirškite savo langų stiklą - medžiaga, kuri sukėlė revoliuciją medicinoje, vadinasi biostiklas. Jis yra tvirtesnis už kaulą, ir dar yra lankstus ir antiseptiškas. 2002 metais iš jo pagamintas pirmasis implantas buvo įsodintas į sužalotą paciento akiduobę. Be tos plonos plokštelės akis slinkdavo į kaukolės gilumą. Nė viena įprasta operacija nepadėjo, tad po paciento akies obuoliu buvo įtvirtinta biostiklo plokštelė ir regėjimas iškart visiškai atsigavo. Nuostabu ir tai, kad biostiklas „apgauna“ imuninę sistemą, priversdamas ją priimti šią medžiagą kaip žmogaus kūno dalį. Atmetimo pavojaus nekeliantis biostiklas skleidžia jonus, kurie kovoja su infekcija.

Naujausios rūšies biostiklas, kurio rinkoje kol kas nėra, yra dar elastingesnis ir kartu dar tvirtesnis. Ši medžiaga buvo sukurta tam, kad ką tik sulaužytomis kojomis būtų galima vaikščioti be ramentų ar metalinių plokštelių. Kadangi biostiklas „susilieja“ su kūno audiniais ir skatina jų atsinaujinimą, jis chirurgijoje gali padaryti tikrą perversmą.

Duomenų saugykla milijardams metų

Neseniai išrastas atminties įrenginys gali pergyventi mūsų civilizaciją. Stiklinis diskas, primenantis mažytį kompaktinį diską (CD) - tai nauja 5-D koncepcija, galinti išsaugoti 360 terabaitų duomenų. Tai puiki žinia žmonėms, siekiantiems išsaugoti kuo daugiau informacijos, turint omeny tai, kad kasdien visame pasaulyje prisideda duomenų, kurių apimtis yra ekvivalentiška 10 milijonų Blu-ray diskų.

Sauthemptono universiteto specialistų kūrinys - stiklinė plokštelė, - kuriama naudojant ypatingą techniką, kuri vadinama femtosekundiniu lazeriniu įrašu: supergreito lazerio impulsai informaciją įrašo trimis sluoksniais. Duomenys įrašomi ne įprastai - vietoj žodžių masyvių informacijos archyvų, kaip bibliotekos ir muziejai, duomenys gali būti išsaugomi kaip taškai - kiekvienos tokios nanostruktūros dydis yra apie 5 mkm.

Diską galima perskaityti tik naudojant specialų mikroskopą su šviesos filtru. Be to, saugantys neapsakomai didelį kiekį informacijos diskai gali atlaikyti 1000 laipsnių pagal Celsijų temperatūrą ir būti saugomi milijardus metų.

Pasidalink: Pasidalink: Facebook
Parašykite savo komentarą:
 
Respublika.lt pasilieka teisę pašalinti nekultūringus, keiksmažodžiais pagardintus, su tema nesusijusius, kito asmens vardu pasirašytus, įstatymus pažeidžiančius, šlamštą reklamuojančius ar nusikalsti kurstančius komentarus. Jei kurstysite smurtą, rasinę, tautinę, religinę ar kitokio pobūdžio neapykantą, žvirbliu išskridę jūsų žodžiai grįždami gali virsti toną sveriančiu jaučiu - specialiosioms Lietuvos tarnyboms pareikalavus suteiksime jūsų duomenis.
  • ATIDARĖ: baldų gamybos bendrovė „IKEA Industry Lietuva“ ketvirtadienį atidarė atnaujintą baldų gamyklą Kazlų Rūdoje; investicijos į ją siekė 63 mln. eurų.
  • STATISTIKA: praėjusią parą, trečiadienį, Lietuvos kelių policijos tarnybos pirminiais duomenimis, mūsų šalies keliuose užregistruoti 79 eismo įvykiai, iš jų 7 eismo įvykių metu buvo sužeisti 7 žmonės; tarp sužeistųjų - nepilnametė.
Daugiau

Respublika
rekomenduoja

Labiausiai
skaitomi
(per 72 val.)

Daugiausiai komentuoti
(per 72 val.)
reklama
Tobago Anthony Joseph.

Ar visuomenė turi žinoti apie Seimo narius, kuriems negalima dirbti su slapta informacija?

balsuoti rezultatai

Kaip vertinate tai, kad Vilniuje stadionas „statomas“ jau 30 metų?

balsuoti rezultatai
Šiandien Rytoj   Poryt

 

   

+5 +7 C

 +3 +5 C

 

 +1 +2 C

+11 +12 C

+8 +10 C

 

 +11 +13 C

3 m/s

 4 m/s

 

3-5 m/s

 

USD - 1.1053 PLN - 4.3370
RUB - 70.9405 CHF - 1.0999
GBP - 0.8872 NOK - 9.8905
reklama
Ūkis