Conférence du club des fans de voitures Skoda
Dim. 6 nov. 2011, 21:42
Dim. 6 nov. 2011 à 22h07
Lun. 07 nov. 2011 à 12:39
Lun., 07 nov. 2011, 20:05
Lun., 07 nov. 2011, 20:32
Une idée intéressante, comme lien de lavage, à la gamme de moteurs.
Mon ichmo, si vous conduisez une huile de haute qualité (éprouvée) avec une tolérance du fabricant ne dépassant pas les intervalles interservices (environ 300 heures), le système de lubrification sera normal.
Mar., 8 nov. 2011, 9:18
Mar., 8 nov. 2011, 10:18
C'est-à-dire qu'après chaque rinçage, vous démontez le moteur et effectuez une inspection - jusqu'à quel point est-il propre? non? alors vous également croire qu'il est lavé pendant 5 minutes. rougir, comme moi dans ce pendant 5 min. rien n'est vraiment lavé.
Votre comparaison avec le fait de vous laver magnifiquement en termes métaphoriques, il est dommage de laver le moteur, une telle comparaison n’a rien à voir.
Si vous lavez régulièrement, il ne se passera rien de catastrophique. L’interrogateur s’intéressait à la première fois depuis trois ans: on lui offrait tous les avantages et les inconvénients, qu’il ait besoin d’une telle couleur ou non, il le laissait décider.
Mar. 08 nov. 2011 à 10:54
Mar., 8 nov. 2011, 11:19
Oui, c'est synthétique. J'avais l'habitude d'inonder 5W30, mais cette année j'ai décidé de passer à 5W40. Autrefois, je n'avais jamais mangé de beurre depuis deux ans, mais la troisième année, je devais ajouter 300 grammes, alors je suis passé à un beurre plus épais.
Voici des extraits de off. site shell:
Pour une raison quelconque, le premier se concentre sur le "long intervalle entre les remplacements" et le second sur le "niveau maximum de caractéristiques de détergent".
Je ne dis pas où j’ai obtenu le chiffre de 10 000, mais j’ai peut-être lu où et peut-être que j’ai pensé que le long intervalle entre les remplacements est de 15 000, alors que de nombreuses voitures en ont généralement 10 000.
Mar., 8 nov. 2011, 12:13
Mar., 8 nov. 2011, 21:37
C'est-à-dire qu'après chaque rinçage, vous démontez le moteur et effectuez une inspection - jusqu'à quel point est-il propre? non? alors vous également croire qu'il est lavé pendant 5 minutes. rougir, comme moi dans ce pendant 5 min. rien n'est vraiment lavé.
..Dans la vie passée était mécanicien de 7 ans. J'ai dû démonter / assembler beaucoup de moteurs différents (il y avait une opportunité de faire des "expériences" en termes de kilométrage / types d'huiles / lavages, etc.). Il y a des pratiquants qui jouent le rôle d'amis. C'est d'ailleurs le cas. Concernant les bouffées vasomotrices et les méfaits de leur utilisation ou non-utilisation. En premier lieu, bien sûr, FAITH. Sérieusement, le bon sens. Le rinçage est moins un "lavage" que la "neutralisation de la carie", processus consistant à oxyder l'huile et à corroder les pièces du moteur. Lisez n'importe quel test des huiles modernes - le taux d'oxydation, le nombre de base, etc. Ils sont très différents pour des huiles différentes, même de la même classe, d’autant plus que ces processus diffèrent selon les moteurs (kilométrage, marque, style de conduite). Oui, une nouvelle portion d'huile peut neutraliser les produits d'oxydation, mais vous devez ensuite changer l'huile d'environ 50% de l'intervalle calculé. J'ai des amis qui conduisent du diesel (sans turbines) pas plus de 5000 km et changent des huiles, et de l'eau minérale (toutes les bonnes marques ont toujours de bonnes huiles minérales dans la production, mais elles gagnent surtout en produits synthétiques). Pas de lavages et parfait état. Le deuxième avantage des lavages est qu’ils ne laissent pas les joints d’huile vieillir (en tant que «noircissement» du caoutchouc, personnellement, je n’aime pas et ne l’utilise pas, mais les pneus présentent un réel avantage. Et vous avez absolument raison: en 5 minutes (si une fois dans votre vie), vous ne lavez vraiment rien. C’est-à-dire qu’il est logique si RÉGULIÈREMENT. Comment se laver Et un autre point important. Après 15 minutes (quand rien ne coule déjà), je pompe une seringue de 50 ml avec un tube et pompe environ 200 à 250 ml de «boue» (garage / puits / lumière / carter moteur vers le drain). Sur le service, presque personne ne le fait. Et dans cette dernière partie, il y a beaucoup de substances nocives qui finiront votre nouvelle huile plusieurs fois plus rapidement. Le rinçage maintient le «kaku» en suspension dans le processus de drainage, et l’ancienne huile n’a déjà plus un tel potentiel. J'espère que je viens de clarifier, je n'ai pas essayé de convaincre. BONNE CHANCE!
Mar., 8 nov. 2011, 21:45
Mer. 09 nov. 2011, 15:43
Mer. 09 nov. 2011, 16:13
Ici tout est décrit avec suffisamment de détails.
Mercredi 09 novembre 2011 à 17h26
250ml est une exagération. Une seringue est prise avec un cambric en forme de L attaché à l'extrémité de la seringue. Une fois que l'huile a cessé de couler, le cambric est versé dans le trou avec un bec en forme de L et l'huile restante est pompée. Au service de remplacement, utilisez une seringue de 20 cc. Après avoir vidé l'huile, il est nécessaire de pomper 3-4 seringues, i. environ 60-80 ml d'huile.
http://forum.skoda-club.ru/viewtopic.php?t=36594p=1445436Dacron - aux États-Unis, il a appelé le durcissement artificiel spécial en tissu de polyester, obtenu par traitement de la matière première à base d’huile contenue dans la nature. Dans plusieurs autres pays, le même matériel a reçu d'autres noms, par exemple, les maîtres français le surnommaient tergal, japonais - tétorone, et russe - lavsan, ce qui correspond à l'abréviation de laboratoire du lieu d'origine de cette idée textile.
Il convient de noter que l’un des traits caractéristiques de la toile Dacron est sa polyvalence en matière de production. En effet, outre la version 100% immédiate, elle peut parfaitement être combinée avec d’autres types de fibres, telles que la laine, le lin, la viscose et de nombreux autres fils. À bien des égards, le Dacron présente des similitudes avec le nylon, par exemple, en termes de super-résistance, mais en ce qui concerne le retard et le rejet de l'humidité, ce dernier y perd. De plus, le tissu en dacron est soumis à un chauffage à haute température pendant le traitement, grâce à quoi la surface s'aligne parfaitement mais acquiert également la capacité de ne pas permettre à l'air de circuler à travers elle-même, mais également de conserver la forme sans la changer même après de fréquents lavages.
Soit dit en passant, il sera facile de prendre soin de ce type de matériau: il est conseillé de choisir le paramètre de température de lavage, comme d’habitude pas plus haut que 40 ° C, et lors du processus de repassage, vous devez décomposer la chose comme il se doit au début (c’est au sujet des plis éventuels) Cela aidera à mieux fixer le modèle d'un produit particulier.
Le dacron (lavsan) est devenu indispensable dans de nombreux domaines. Par exemple, dans le secteur de la voile, il n’a pas d’égal, il tire également d’excellentes cordes et vêtements de plein air. Même dans la version combinée, Dacron joue un rôle important dans la fabrication de tapis, de rideaux et de fourrure non naturelle. C'est le meilleur choix pour les amateurs de confort actif.
J'ai acheté à mon fils un costume pour un fizra de Dacron. Il est effacé dans des conditions normales, inutile de craindre qu'il ne soit versé. Et s'il est bon de sortir, vous n'aurez pas à le repasser plus tard. Mais je caresse toujours) Je ne suis pas une si mauvaise hôtesse.
Tissu pratique, mon mari et moi avons un survêtement. Le Dacron s’efface facilement, nous portons nos costumes pour la deuxième année, comme neufs, non usés, pas de pellets. Je veux ajouter que le prix a été agréablement surpris. Je suis sûr que ce matériel nous servira longtemps. Je conseille
Dans ma jeunesse déjà loin, j'avais un costume en dacron gris clair. Je l'ai regardé à 100 ans. Je me souviens encore avec chaleur et amour de moi-même, de mon amour.
Les survêtements de ce tissu sont irremplaçables. Servir longtemps et assurer le confort par mauvais temps. Elle est généralement l’une de mes favorites et, à l’aide de cet article, j’ai pu en apprendre davantage sur elle.
Et vous savez, il me semble que ce matériau est encore synthétique et qu’en été, il fera tout simplement frire par temps chaud. J'ai une attitude négative à l'égard des matières synthétiques et je préfère toujours acheter des vêtements en matières naturelles (coton, lin, laine)
Super chiffon! Acheté à tous les parents, maintenant je le recommande à tous les amis!
Et si ce n'est pas un secret, pourquoi avez-vous acheté un tel tissu pour tous les membres de votre famille? ou vous avez un uniforme spécial à la maison)))) ?? ?? rire)))
Dacron-excellent tissu! Acheté à mon fils il y a un an et demi, un survêtement! Porte toujours, le costume n'est pas usé! Lavable très facilement. Et la chose la plus importante est que mon fils et moi l’aimons bien, alors je recommande ce tissu à tout le monde)
Merci pour les précieuses informations sur ce tissu, je l’aime beaucoup et le porte souvent - super force. Ses différents noms sont particulièrement intéressants, selon le pays dans lequel il est produit. Je suis dans différentes villes et pays, et il serait bon de savoir quoi demander au vendeur)
à la recherche d'un dacron bleu clair
Ici ce n’est vraiment pas, appelez les magasins))
Bon tissu, j'ai un survêtement, confortable, il est confortable de courir dedans, il repose parfaitement sur la silhouette et le tissu ne maquille pas lorsqu'il est lavé.
Chaque jour, on entend de plus en plus souvent le mot «acrylique»: les hommes apprennent ce matériau dans les quincailleries et les femmes, dans les salons de beauté. Quelle est la polyvalence de ce matériau inhabituel, qui peut être utilisé dans les procédures esthétiques et dans la construction de bâtiments ou la rénovation d'appartements?
L'acrylique est un matériau à deux composants constitué de résine acrylique (à base d'eau) et de poudre minérale. L'acrylique est largement utilisé dans l'architecture, les douches, les panneaux stratifiés, les fenêtres, les bains et les aquariums. Comme le verre, l’acrylique est transparent, il est donc utilisé pour les portes et les fenêtres. Et pour faire des bains, une petite quantité de peinture est ajoutée à l’acrylique (principalement de la peinture blanche, bien sûr, de la peinture et d’autres couleurs).
Pour faire un bain, vous devez utiliser une feuille entière d’acrylique, qui est placée dans une chambre à vide, chauffée, puis le bain est fait de la taille et de la forme nécessaires. L'ébauche résultante pour le bain est revêtue d'une résine époxy contenant des fibres de verre. Ce processus est très similaire au processus d'application d'un casting sur un bras ou une jambe cassés. Pour la production de bains utilisé feuille acrylique avec une épaisseur de 4 à 8 millimètres. Si vous utilisez une feuille d'acrylique plus fine, le bain sera moins durable - une seule égratignure profonde suffira et le bain sera gâté. Seuls les fabricants peu scrupuleux pour la fabrication des baignoires utilisent une feuille d’acrylique plus mince que 4 millimètres. Pour l’achat d’un bain acrylique, portez une attention particulière au fabricant qui a fabriqué ce produit.
La production d’acrylique étant un développement technologique relativement récent, elle est considérée comme respectueuse de l’environnement. L'acrylique est un matériau très résistant qui durera très longtemps. L'un des principaux avantages du matériau est sa résistance aux chocs. Si vous avez acheté une cabine de douche avec une porte transparente en acrylique et que vous y tombez accidentellement, la porte ne se cassera pas, contrairement au verre. L'acrylique est beaucoup plus léger que le verre. Si vous décidez même de frapper la batte avec une porte en acrylique, celle-ci ne se cassera pas, mais simplement rebondira sur le côté et ne la cassera pas.
Beaucoup de gens se demandent: l'acrylique est un matériau chimique, que se passera-t-il en cas d'incendie? L'acrylique est un matériau résistant au feu, qui ne goutte pas en cas d'incendie, ne fume pas comme un simple plastique lors de son allumage.
En outre, l'acrylique a des propriétés de préservation de la chaleur. Dans les bains acryliques, l'eau retient la chaleur assez longtemps. Le matériel acrylique peut supporter des températures allant de - 30 degrés à 160 degrés. Au fil du temps, l’acrylique ne change pas de couleur, n’apparaît pas jaune et ne présente pas de fissures. La principale caractéristique de ce matériau est qu’il est possible de lui donner n'importe quelle forme. Cette propriété du matériau a permis de faire un saut innovant dans la production de bains de formes et de tailles variées, qui peuvent être carrés, avec de fines lignes en relief, ovales, ronds ou triangulaires.
L'acrylique est un matériau très pratique pour la fabrication de bains, car à sa surface il n'y a pas de pores dans lesquels des microbes, des moisissures et diverses bactéries vont s'accumuler à l'avenir. L'acrylique est très facile à nettoyer, une égratignure apparente peut être facilement poncée et la baignoire redeviendra comme neuve. La surface des bains acryliques est brillante, mais avec le temps, la brillance peut disparaître. Il est facile de revenir si vous polissez la surface du bain.
Par conséquent, l'acrylique est un matériau non toxique, écologique, ignifuge et très facile à utiliser.
Chaque jour, on entend de plus en plus souvent le mot «acrylique»: les hommes apprennent ce matériau dans les quincailleries et les femmes, dans les salons de beauté. Quelle est la polyvalence de ce matériau inhabituel, qui peut être utilisé dans les procédures esthétiques et dans la construction de bâtiments ou la rénovation d'appartements?
L'acrylique est un matériau à deux composants constitué de résine acrylique (à base d'eau) et de poudre minérale. L'acrylique est largement utilisé dans l'architecture, les douches, les panneaux stratifiés, les fenêtres, les bains et les aquariums. Comme le verre, l’acrylique est transparent, il est donc utilisé pour les portes et les fenêtres. Et pour faire des bains, une petite quantité de peinture est ajoutée à l’acrylique (principalement de la peinture blanche, bien sûr, de la peinture et d’autres couleurs).
Pour faire un bain, vous devez utiliser une feuille entière d’acrylique, qui est placée dans une chambre à vide, chauffée, puis le bain est fait de la taille et de la forme nécessaires. L'ébauche résultante pour le bain est revêtue d'une résine époxy contenant des fibres de verre. Ce processus est très similaire au processus d'application d'un casting sur un bras ou une jambe cassés. Pour la production de bains utilisé feuille acrylique avec une épaisseur de 4 à 8 millimètres. Si vous utilisez une feuille d'acrylique plus fine, le bain sera moins durable - une seule égratignure profonde suffira et le bain sera gâté. Seuls les fabricants peu scrupuleux pour la fabrication des baignoires utilisent une feuille d’acrylique plus mince que 4 millimètres. Pour l’achat d’un bain acrylique, portez une attention particulière au fabricant qui a fabriqué ce produit.
La production d’acrylique étant un développement technologique relativement récent, elle est considérée comme respectueuse de l’environnement. L'acrylique est un matériau très résistant qui durera très longtemps. L'un des principaux avantages du matériau est sa résistance aux chocs. Si vous avez acheté une cabine de douche avec une porte transparente en acrylique et que vous y tombez accidentellement, la porte ne se cassera pas, contrairement au verre. L'acrylique est beaucoup plus léger que le verre. Si vous décidez même de frapper la batte avec une porte en acrylique, celle-ci ne se cassera pas, mais simplement rebondira sur le côté et ne la cassera pas.
Beaucoup de gens se demandent: l'acrylique est un matériau chimique, que se passera-t-il en cas d'incendie? L'acrylique est un matériau résistant au feu, qui ne goutte pas en cas d'incendie, ne fume pas comme un simple plastique lors de son allumage.
En outre, l'acrylique a des propriétés de préservation de la chaleur. Dans les bains acryliques, l'eau retient la chaleur assez longtemps. Le matériel acrylique peut supporter des températures allant de - 30 degrés à 160 degrés. Au fil du temps, l’acrylique ne change pas de couleur, n’apparaît pas jaune et ne présente pas de fissures. La principale caractéristique de ce matériau est qu’il est possible de lui donner n'importe quelle forme. Cette propriété du matériau a permis de faire un saut innovant dans la production de bains de formes et de tailles variées, qui peuvent être carrés, avec de fines lignes en relief, ovales, ronds ou triangulaires.
L'acrylique est un matériau très pratique pour la fabrication de bains, car à sa surface il n'y a pas de pores dans lesquels des microbes, des moisissures et diverses bactéries vont s'accumuler à l'avenir. L'acrylique est très facile à nettoyer, une égratignure apparente peut être facilement poncée et la baignoire redeviendra comme neuve. La surface des bains acryliques est brillante, mais avec le temps, la brillance peut disparaître. Il est facile de revenir si vous polissez la surface du bain.
Par conséquent, l'acrylique est un matériau non toxique, écologique, ignifuge et très facile à utiliser.
http://www.mega-santehnika.ru/akril-ehto-chto-takoeLe verre acrylique se caractérise par les qualités suivantes:
Toutes ces qualités ont influencé le développement rapide des technologies de production de verre organique et leur utilisation généralisée.
Comme le verre acrylique, le polycarbonate est un matériau transparent ayant une viscosité et une élasticité nettement supérieures et, par conséquent, la plus grande résistance aux chocs. En termes de propriétés mécaniques, le polycarbonate n'a pas son pareil parmi les matériaux similaires.
Les similitudes et les différences entre ces deux matériaux répondent à de multiples domaines d’application:
Architecture et construction
Placage moulé, vitrage (fenêtre et toiture), différents types de clôtures de protection et de stores.
Vitrage des serres, serres, serres, patios et vérandas.
Designs d'échelles, parapets, appuis de fenêtres, cloisons, cuits à la vapeur, étagères, vitrines, aquariums, etc.
Éclairage et publicité lumineuse
Couvertures d'éclairage, boîtes à lumière et lettres.
Matériel de médecine et de laboratoire
Douches, baignoires, etc.
Housses de protection pour le matériel, les vitrages des aéronefs, des véhicules terrestres et nautiques.
Dérivé thermoplastique transparent ou translucide (incolore ou coloré) de résines acryliques. Le principal composant de sa composition est le PMMA, à l'état pur, composé de trois éléments chimiques: le carbone, l'hydrogène et l'oxygène. Le polyméthacrylate de méthyle est produit par polymérisation par étapes et par polycondensation de monomère de méthacrylate de méthyle. Au cours du processus de polymérisation, les molécules de monomère sont liées dans une molécule polymère "géante", qui est un plastique. Une molécule de PMMA est une chaîne polymère qui peut être linéaire, ramifiée et également organisée en un réseau tridimensionnel.
Dans le groupe des polymères, le polyméthacrylate de méthyle désigne les thermoplastiques. Les thermoplastiques sont caractérisés par le fait qu’à la température ambiante ils sont en plastique mou ou dur et se composent de macromolécules linéaires ou ramifiées. Une fois chauffés, les thermoplastiques ramollissent pour s'écouler et, après refroidissement, ils durcissent à nouveau. Les polymères de ce groupe de fusion sont plastiquement déformables et solubles. Les thermoplastiques amorphes se caractérisent par une structure de chaîne complètement irrégulière (la structure d'un coton-tige). En plus d'amorphe, un thermoplastique partiellement cristallin a cristallisé des régions dans lesquelles des molécules linéaires sont disposées en parallèle.
Polyester carbonique linéaire. Ce matériau est une combinaison inhabituelle de résistance à la chaleur élevée, de ténacité élevée et de transparence. Ses propriétés changent peu avec l'augmentation de la température. Les propriétés à basse température sont également excellentes. La résistance à la déchirure et à sa propagation est très élevée. Ce matériau a également une grande durabilité lors de la traversée.
Le PC résiste aux acides dilués, mais pas aux alcalis et aux bases. Résistant aux hydrocarbures aliphatiques, alcools, détergents, huiles et graisses, soluble dans les hydrocarbures chlorés (chlorure de méthylène), partiellement soluble dans les hydrocarbures aromatiques, les cétones et les esters. Ces substances agissent comme des agents de craquage lorsque la température augmente. Le polycarbonate est hautement perméable au gaz et à la vapeur d'eau. Une caractéristique remarquable du polycarbonate est sa stabilité dimensionnelle. Même à des températures élevées, ce matériau donne un retrait minimal. De même, lorsque vous utilisez un PC, prenez en compte son instabilité face aux rayons UV. Les matériaux sans protection particulière sont sujets au jaunissement et, par conséquent, à la violation des propriétés optiques.
Qualités - avantages et inconvénients
Les propriétés du verre acrylique en font un matériau polyvalent dont les possibilités vont bien au-delà des domaines d'application généralement acceptés. L'absence de couleur et de transparence propres offre la possibilité de fournir une transparence élevée (seulement 8% de la lumière incidente est réfléchie et 92% du matériau est sauté). Il convient de noter que le verre de silicate transmet moins de lumière. Dans les cas où la transmission lumineuse est indésirable, vous pouvez utiliser un matériau blanc ou peint.
L’absence de distorsion optique permet d’utiliser du verre organique dans la fabrication de lentilles de contact et le transport d’air vitré. Dans ces cas, le polycarbonate est principalement utilisé en raison de sa résistance élevée à la traction et de sa résistance supplémentaire à la formation de fragments. De plus, le verre acrylique est très résistant au vieillissement et aux facteurs atmosphériques. Ses propriétés mécaniques et optiques ne changent pas de façon notable en cas de vieillissement à long terme. Le PMMA est résistant aux UV et ne nécessite pas de protection spéciale. Les PC exposés de façon prolongée aux rayons ultraviolets ont tendance à jaunir. Il est donc nécessaire d’appliquer sur une face du matériau en feuille un revêtement spécial de vernis protecteur, appliqué au moment de la fabrication par coextrusion. C'est ce côté avec un revêtement résistant aux UV qui doit être exposé à un facteur indésirable, et non l'inverse.
Le verre acrylique peut être usiné et moulé à chaud.
Lors du traitement du verre acrylique, il est nécessaire de prendre en compte les caractéristiques suivantes:
Du point de vue de l'écologie, le verre organique est absolument sans danger.
Les produits en verre acrylique sont divisés en deux groupes principaux en fonction de la méthode de production - coulée et extrusion. La manière dont le produit est fabriqué influe de manière significative sur le comportement du matériau en cours de fonctionnement.
Dans ce cas, les formes utilisées sont assemblées par des feuilles de verre de la taille requise. Le PMMA est versé entre les plaques et durci pendant le processus de polymérisation. En raison du fait que la surface du verre est lisse et sans pores, ainsi que des différences dans les coefficients de dilatation thermique linéaire des deux matériaux, la feuille de PMMA finie est facilement séparée et le moule en verre peut être réutilisé. Les produits avec des cavités peuvent être obtenus par coulée centrifuge. Dans ce cas, du PMMA liquide est versé dans des tubes rotatifs, répartis au moyen de la force centrifuge le long des parois, et durcit à la surface du moule.
Étant donné que le processus ci-dessus est très laborieux et prend beaucoup de temps, un processus d’extrusion en continu a été proposé, ce qui représente une alternative rentable. Le polymère à l'état granulaire est chargé dans une extrudeuse, où il est chauffé dans un état liquide visqueux, puis extrudé à travers une filière d'extrusion. L'épaisseur finale du produit fini dépend de la taille de son espace. Cette méthode produit des profils, des tubes et des feuilles "sans fin" (compacts et multi-partitions).
Les produits fabriqués de différentes manières diffèrent par leurs propriétés mécaniques, leur stabilité dimensionnelle avec leurs différences de température, leur résistance à la fissuration due aux contraintes internes et leur qualité de surface. La surface du verre acrylique extrudé peut différer de la coulée en raison de violations de l'extrusion. Ainsi, le verre organique fondu est de meilleure qualité. Pour cette raison, tous les équipements sanitaires conformes à la norme CEN sont fabriqués en matériau moulé.
Comme mentionné ci-dessus, les produits en verre acrylique peuvent être fabriqués de deux manières, qui sont sélectionnées en fonction du produit final souhaité. Des feuilles compactes de PMMA sont produites à la fois par coulée et par extrusion. Bien que l'épaisseur du verre acrylique extrudé soit limitée (min. 2 mm, max. 20 mm), le matériau coulé peut être produit sous forme d'épaisseur réduite (1 mm) et assez massif. Le matériau extrudé est disponible en largeur de 2 m et en longueur de 3. Les catalogues des fabricants contiennent diverses tailles standard de verre acrylique coulé.
Les tuyaux en PMMA sont disponibles dans les versions extrudée et coulée (coulée centrifuge). Le diamètre extérieur minimum des tuyaux extrudés est de 5 mm avec une épaisseur de paroi de 1 mm, tandis que les tuyaux en fonte sont fabriqués à partir de seulement 25 mm de diamètre avec des parois épaissies à partir de 2 mm.
http://www.yusto.ru/stati/akrilovoe-steklo-i-polikarbonat-chto-eto-takoe/Tout le monde sait que toute voiture est composée de nœuds, d'unités et de pièces. LCP - peinture automobile - ne peut être attribué à aucune des catégories ci-dessus. Le LPC fait partie intégrante de la carrosserie, qui, en fait, est l’une des pièces les plus importantes de la voiture. C’est à partir de la carrosserie peinte, posée sur la chaîne de montage principale, que commence le montage de la voiture. Et si un défaut de fabrication est détecté dans la peinture de la carrosserie, la carrosserie elle-même est considérée comme défectueuse.
L'utilisation de revêtements de peinture reste l'un des moyens les plus courants et les plus efficaces de protéger le métal de la corrosion. C'est son but principal. En outre, en protégeant la surface métallique de la voiture contre les dommages corrosifs, la peinture donne à la voiture un aspect esthétique et fait partie du décor de la voiture. L’un des critères principaux de l’efficacité du LCP est sa durabilité, c’est-à-dire la capacité de maintenir leurs propriétés protectrices à l'état limite.
Habituellement, la peinture sur la carrosserie est un revêtement multicouche composé de couches de finition, intermédiaires et primaires. Tout cela s'appelle le système LPC. Chaque couche du système (vernis, peinture, émail, mastic ou apprêt) est conçue pour remplir une fonction spécifique.
Et la qualité de la combinaison des couches du système LPC dépend de sa durée de vie dans son ensemble. Si la compatibilité des couches de peinture n'est pas satisfaisante, alors, même avec une durée de vie utile, des dommages tels que la desquamation, la formation de cloques, des craquelures peuvent se produire, entraînant des dommages de corrosion, et la durée de vie du revêtement est considérablement réduite.
Selon les statistiques, la qualité de la préparation de la surface avant de peindre la carrosserie affecte la durée de vie des matériaux de peinture dans 70% des cas, dans 15% des cas, du choix des systèmes de peinture, dans 10% du respect de la technologie de formation de la peinture et de seulement 5% de la qualité du matériau de peinture. sélectionné pour couvrir.
Les revêtements de peinture sont formés par la formation d'un film (durcissement ou séchage) de matériaux de peinture appliqués sur la surface de la carrosserie ou sur le substrat. Les peintures et les vernis, quant à eux, peuvent être variés et différer à la fois par leur nature chimique et par la composition du filmogène.
Selon la norme GOST 9825 acceptée, les matériaux de peinture sont déterminés par le type et le type de filmogène, ainsi que par leur utilisation principale. La composition chimique de la peinture est classée par groupes.
Selon l'application et le but, les revêtements de peinture et de vernis peuvent être: conservation, résistant à la chaleur, résistant aux produits chimiques, benzo, eau, atmosphérique, résistant à l'huile, mais aussi à des fins spéciales (destinées, par exemple, à peindre les parties sous-marines des navires). En ce qui concerne l'apparence (la présence de défauts, l'ondulation de la surface, le degré de brillance), les revêtements de peinture sont classés en 7 catégories distinctes.
La popularité de la protection anticorrosion utilisant des revêtements de laque est également due au fait que, lors du choix de ces derniers, il existe toujours différentes options pour le type de revêtement, en fonction des caractéristiques de fabricabilité, de fonctionnement et des caractéristiques économiques de la peinture, ce qui vous permet de trouver la combinaison optimale. L'utilisation optimale de la peinture n'est possible qu'avec une compréhension approfondie et une prise en compte de tous les phénomènes mécaniques, chimiques et physiques qui se produisent dans le système de peinture, à la fois à la réception et pendant la durée de vie des revêtements de peinture. Cela vous aidera à comprendre uniquement les professionnels - les experts en peinture. Choisissez la meilleure combinaison pour la protection anti-corrosion de la carrosserie de votre voiture - dans leur compétence immédiate.
Récemment, la technologie a beaucoup progressé et le nombre de moyens de protéger la peinture de la voiture a augmenté. Par exemple, de nombreuses voitures haut de gamme déjà installées en usine sont recouvertes d'un vernis nano-céramique particulièrement résistant et résistant aux influences extérieures. En cas de détérioration d'une telle laque, il est beaucoup plus difficile et long de l'utiliser, un système de polissage unique en une étape peut grandement faciliter le polissage des laques nanocéramiques.
Si votre voiture n'appartient pas à ce segment, cela n'a pas d'importance. La peinture peut être protégée jusqu'à un an ou plus, et si vous partez pour l'Europe ou l'étranger proche et utilisez la voiture sur place, le temps nécessaire pour maintenir la protection augmente de 2 à 3 fois (Cela dépend de l'état des routes utilisées dans les lave-auto de votre région de chimie conditions météorologiques). La protection est appliquée sur la peinture automobile, les surfaces chromées et le plastique peint. Il s'agit d'une composition qui, après l'application, crée un lien moléculaire avec les molécules de surface sur lesquelles elle est appliquée, formant ainsi un réseau moléculaire puissant, d'aspect similaire au réseau moléculaire des vernis nanocéramiques Mercedes. Benz.
Si vous avez besoin de protéger votre voiture, veuillez contacter notre société "Mobiklin" par téléphone au (8452) 77-57-97, ou consulter nos experts sur le site.
http://mobiclean.ru/stati/polirovka/chto-takoe-lkpL'aluminium lui-même dans des conditions atmosphériques normales est recouvert d'un film d'oxyde. C'est un processus naturel sous l'influence de l'oxygène. Il est pratiquement impossible de l'utiliser, car le film est trop fin, presque virtuel. Mais il a été remarqué qu'il possède des propriétés remarquables qui intéressent les ingénieurs et les scientifiques. Plus tard, ils ont pu produire de l'aluminium anodisé par voie chimique.
Le film d'oxyde est plus dur que l'aluminium lui-même et le protège donc des influences extérieures. La résistance à l'usure des pièces en aluminium recouvertes d'un film d'oxyde est beaucoup plus élevée. De plus, les colorants organiques sont bien mieux placés sur la surface revêtue, de sorte que sa structure est plus poreuse, ce qui augmente l’adhérence. Et c'est très important pour les produits avec le traitement décoratif ultérieur.
Ainsi, des études d'ingénierie et des expériences ont conduit à l'invention de la méthode de formation électrochimique d'un film d'oxyde à la surface de l'aluminium et de ses alliages, appelée oxydation anodique de l'aluminium, est la réponse à la question "Qu'est-ce que l'anodisation".
L'aluminium anodisé est très largement utilisé dans divers domaines. La mercerie avec revêtements décoratifs, encadrements de portes et fenêtres en métal, pièces de navires de mer et véhicules sous-marins, industrie aéronautique, ustensiles de cuisine, tuning automobile, produits de construction en aluminium ne constitue pas une liste complète.
Comment anodiser l'aluminium? L'anodisation est un processus par lequel une couche de film d'oxyde est produite à la surface d'une pièce en aluminium. Dans le processus électrochimique, la pièce à revêtir joue le rôle d'anode. C'est pourquoi le processus s'appelle l'anodisation. La méthode la plus courante et la plus simple consiste à diluer l’acide sulfurique sous l’influence d’un courant électrique. La concentration de l'acide peut atteindre 20%, la puissance en courant continu est comprise entre 1,0 et 2,5 A / dm2, le courant alternatif est égal à 3,0 A / dm2 et la température de la solution est de 20 à 22 ° C.
Une fois qu'il y a une anode, il doit y avoir une cathode. Dans un bain galvanique spécial, où se déroule le processus d'anodisation, les détails des anodes sont fixés ou suspendus au centre. Les cathodes sont placées le long des bords du bain - des plaques de plomb ou d’aluminium chimiquement pur, et la surface des anodes doit correspondre approximativement à celle des cathodes. Entre les cathodes et les anodes, il doit nécessairement y avoir une couche d'électrolyte libre assez large.
Les suspensions sur lesquelles sont fixées les pièces revêtues sont de préférence réalisées dans le même matériau que celui utilisé pour la fabrication des anodes. Ce n'est pas toujours possible. Par conséquent, les alliages d'aluminium ou de duralumin sont autorisés. Dans les lieux de fixation des anodes doivent être assurés un contact étroit. Les montures restent à découvert, de sorte que pour les produits de décoration, ces lieux doivent être sélectionnés et négociés au cours du processus. Les suspensions ne sont pas éliminées pendant le lavage et la chromatation ultérieure, elles restent sur les détails jusqu'à la fin du processus.
Le temps dépend de la taille des pièces couvertes. Les plus petits reçoivent déjà une couche de pellicules de 4–5 microns en 15 à 20 minutes et les plus gros restent dans le bain pendant une heure.
Après avoir été retirés du bain d'anode, les pièces sont lavées à l'eau courante, puis neutralisées dans un bain séparé avec une solution d'ammoniac à 5% et à nouveau lavées à l'eau du robinet.
Le film deviendra plus durable si vous effectuez une finition supplémentaire. Ceci est mieux réalisé dans une solution de bichromate de potassium (pic de chrome) avec une concentration d'environ 40 g / l à une température d'environ 95 ° C pendant 10 à 30 minutes. Les détails à la fin acquièrent la teinte d’origine jaune verdâtre. Ainsi, la protection contre la corrosion anodique est obtenue.
Il existe d'autres électrolytes pour la production d'un film d'oxyde sur l'aluminium, les principes fondamentaux du processus d'anodisation restent les mêmes, seuls les modes actuels, la durée du processus et les propriétés du revêtement changent.
Le profilé en aluminium anodisé est utilisé pour la fabrication de façades ventilées, d'installation d'escaliers, de mains courantes. Le film de protection protège non seulement le métal lui-même, mais également vos mains de la poussière d'aluminium grise. Les femmes seront intéressées à savoir que les aiguilles à tricoter en aluminium anodisent également, de sorte que les manches des artisanes ne se salissent pas. Mais dans la construction de l'aluminium anodisé obtenu son utilisation.
L'anodisation d'un profilé en aluminium est utilisée lors de l'installation de façades ventilées à charnières dans des environnements hautement corrosifs. Les environnements très agressifs sont les zones de bord de mer (en raison de la forte teneur en sel de l'air) ou les zones proches des usines. Les villes d'un million d'habitants ont rarement un environnement très agressif, souvent agressif. L'attribution d'une classe d'agressivité a lieu au niveau des services spéciaux de la surveillance épidémiologique sanitaire en coordination avec l'administration de la ville - il est nécessaire de les rechercher dans leurs résolutions.
Un autre avantage important est la coloration de la surface anodisée. C'est probablement le principal avantage du processus décrit. La possibilité d'un traitement décoratif des produits en aluminium manufacturé est apparue, ce qui a immédiatement entraîné une large diffusion de son utilisation.
La résistance élevée du film anodique à l’usure a contribué à une augmentation de la teneur en pièces en aluminium anodisé dans le volume total des entreprises de construction navale et de construction aéronautique.
Les façades de nombreuses installations olympiques à Sotchi sont fabriquées à l'aide de la technologie de façades ventilées sur des systèmes en aluminium anodisé.
http://bazafasada.ru/fasad-zdanij/anodirovanie-alyuminiya.htmlLevon B. Piotrovsky,
Institut de recherche en médecine expérimentale SZO RAMS, Saint-Pétersbourg
Evgeny Kats,
Université. Ben Gourion dans le Néguev, Israël
"Ecologie et vie" №8, №9 2010
La nature est continue et toute définition nécessite l'établissement de limites. Par conséquent, la formulation des définitions est une tâche ingrate. Néanmoins, cela doit être fait, car une définition claire permet de séparer un phénomène d’un autre, de révéler des différences significatives entre eux et donc de comprendre plus profondément les phénomènes eux-mêmes. Par conséquent, l'objectif de cet essai est d'essayer de comprendre le sens des termes de la mode d'aujourd'hui avec le préfixe "nano" (du grec "nain") - "nanoscience", "nanotechnologie", "nano-objet", "nanomatériau".
Bien que ces questions plus ou moins approfondies aient été maintes fois discutées dans la littérature scientifique spécialisée et populaire, l'analyse de la littérature et de l'expérience personnelle montre que jusqu'à présent, dans de vastes cercles scientifiques, sans parler des sciences, il n'existe pas de compréhension claire sur la manière dont le problème lui-même et définitions. C’est pourquoi nous tenterons de définir tous les termes ci-dessus, en attirant l’attention du lecteur sur la signification du concept de base du «nano-objet». Nous invitons le lecteur à réfléchir ensemble à la question de savoir s'il existe quelque chose qui distingue fondamentalement les nano-objets de leurs «frères» plus grands et plus petits qui «habitent» le monde qui nous entoure. De plus, nous l'invitons à prendre part à une série d'expériences de réflexion sur la conception de nanostructures et leur synthèse. Nous essaierons également de démontrer que c'est à l'intervalle nanométrique que la nature des interactions physiques et chimiques change, et cela se produit exactement à la même partie de l'échelle dimensionnelle où la frontière entre la nature vivante et inanimée passe.
Mais d'abord, d'où vient tout cela, pourquoi le préfixe «nano» a-t-il été introduit, déterminant pour la classification des matériaux en nanostructures, pourquoi la nanoscience et la nanotechnologie se distinguent-elles dans des domaines distincts? En quoi cette sélection inclut-elle et concerne-t-elle de véritables fondements scientifiques?
Ce préfixe indique que la valeur initiale doit être réduite d'un milliard de fois, c'est-à-dire divisée par un avec neuf zéros - 1 000 000 000. Par exemple, 1 nanomètre est un milliardième de mètre (1 nm = 10–9 m). Pour imaginer combien 1 nm est petit, faisons l'expérience de pensée suivante (Fig. 1). Si nous réduisons le diamètre de notre planète (12 750 km = 12,75 × 10 6 m 10 7 m) 100 millions (10 8) fois, nous aurons environ 10 –1 m. Il s’agit d’une taille approximativement égale au diamètre d’un ballon de football (standard Le diamètre d'un ballon de football est de 22 cm, mais à notre échelle, cette différence est insignifiante (2,2 × 10 –1 m ≈ 10 –1 m pour nous). Réduisons maintenant le diamètre d'un ballon de football dans les mêmes 100 millions (10 8) fois et nous obtenons seulement maintenant une taille de nanoparticules égale à 1 nm (environ le diamètre de la molécule de carbone du fullerène C60, dans sa forme semblable à un ballon de football - voir fig. 1)
Il est à noter que le préfixe "nano" a longtemps été utilisé dans la littérature scientifique, mais pour désigner loin des nano-objets. En particulier, pour les objets dont la taille est plusieurs milliards de fois supérieure à 1 nm - dans la terminologie des dinosaures. Les nanotyranosaures (nanotyrranus) et les nanosaures (nanosaurus) sont appelés dinosaures nains, dont les dimensions sont respectivement de 5 et 1,3 m, mais ils sont réellement des "nains" par rapport aux autres dinosaures, dont les dimensions dépassent 10 m (jusqu'à 50 m), et leur poids peut atteindre 30 à 40 tonnes et plus. Cet exemple souligne que le préfixe "nano" ne comporte pas à lui seul une signification physique, mais indique uniquement l'échelle.
Mais maintenant, avec l'aide de ce dispositif, ils marquent une nouvelle ère dans le développement de technologies, parfois appelée la quatrième révolution industrielle, l'ère de la nanotechnologie.
On considère souvent que Richard Feynman a jeté les bases de l'ère des nanotechnologies en 1959 dans la conférence "Il y a beaucoup de place en bas" ("Il y a beaucoup d'espace en bas"). Le postulat principal de cette conférence était que, du point de vue des lois fondamentales de la physique, l'auteur ne voit aucun obstacle à travailler aux niveaux moléculaire et atomique, manipulant des atomes ou des molécules individuels. Feynman a expliqué qu’avec certains dispositifs, il était possible de fabriquer des dispositifs encore plus petits, qui pouvaient à leur tour fabriquer des dispositifs encore plus petits, et ainsi de suite jusqu’au niveau atomique, c’est-à-dire qu’avec les technologies appropriées, des atomes individuels pouvaient être manipulés.
En toute justice, cependant, il convient de noter que Feynman n'a pas été le premier à l'inventer. En 1931, l'écrivain Boris Zhitkov a déjà exprimé l'idée de créer des manipulateurs de plus en plus petits en taille dans son fantastique récit Mikoruki. Nous ne pouvons pas résister et ne pas citer de petites citations de cette histoire afin de donner au lecteur la plus grande appréciation de la perspicacité de l'auteur:
"Je suis restée perplexe pendant un long moment et voici ce que j’ai trouvé: je vais faire de petites mains, une copie exacte des miennes - qu’elles soient au moins vingt, trente fois plus petites, mais elles auront des doigts souples comme les miens, elles se serreront dans un poing, se plieront, deviendront dans les mêmes positions que mes mains vivantes. Et je les ai faits.
Mais soudain, une pensée me vint: après tout, je peux faire des micro mains sur mes petites mains. Je peux fabriquer pour eux les mêmes gants que pour mes mains vivantes, en utilisant le même système pour les connecter avec des poignées dix fois plus petites que mes micro-mains, puis. J'aurai de vraies micro-mains, deux cents fois déjà, elles vont faire des mouvements superficiels. Avec ces mains, je vais pénétrer dans une si petite chose de la vie que je n’ai vue que, mais où personne n’a disposé de lui-même. Et je dois travailler.
Je voulais faire de vrais microrooks, de telle sorte que je puisse saisir des particules de matière à partir de laquelle la matière a été fabriquée, ces particules incroyablement petites qui ne sont visibles que dans un ultramicroscope. Je voulais entrer dans ce domaine où l'esprit humain perd toute idée de taille - il semble qu'il n'y ait pas de dimensions, tout est tellement peu profond. "
Mais ce ne sont pas que des prédictions littéraires. Ce qu’on appelle maintenant les nanoobjets, la nanotechnologie, si vous voulez, une personne a longtemps utilisé dans sa vie. L'un des exemples les plus frappants (au sens littéral et figuré) est le verre multicolore. Par exemple, créé par le IVème siècle avant JC. e. La Coupe Lycurgus, conservée au British Museum, est verte lorsqu'elle est éclairée de l'extérieur, mais si elle est éclairée de l'intérieur, elle est rouge-violet. Comme l'ont montré des études récentes utilisant la microscopie électronique, cet effet inhabituel est dû à la présence dans le verre de particules nanométriques d'or et d'argent. Par conséquent, on peut affirmer sans crainte de se tromper que la coupe Lycurgus est constituée d’un matériau nanocomposite.
Il se trouve qu'au Moyen Âge, on ajoutait souvent de la nanopoussière métallique au verre pour la fabrication de vitraux. Les variations de couleur des verres dépendent des différences entre les particules ajoutées - la nature du métal utilisé et la taille de ses particules. Récemment, il a été constaté que ces verres ont également des propriétés bactéricides, c’est-à-dire qu’ils ne donnent pas seulement un beau jeu de lumière dans la pièce, mais désinfectent également l’environnement.
Si nous examinons l'histoire du développement de la science en termes historiques, nous pouvons alors distinguer un vecteur commun - la pénétration des sciences naturelles "dans les profondeurs" de la matière. Le mouvement le long de ce vecteur est déterminé par le développement d'outils de surveillance. Au début, les gens étudiaient le monde ordinaire, pour lequel on n'avait pas besoin d'appareils spéciaux. En observant à ce niveau les fondements de la biologie étaient posés (classification du monde vivant, C. Linnaeus et autres), la théorie de l'évolution était créée (C. Darwin, 1859). Lorsque le télescope est apparu, les gens ont pu effectuer des observations astronomiques (G. Galileo, 1609). Le résultat en a été la loi du monde et la mécanique classique (I. Newton, 1642-1727). Lorsque le microscope de Leeuwenhoek est apparu (1674), des personnes ont pénétré dans le microcosme (tailles comprises entre 1 et 0,1 mm). Au début, ce n’était que la contemplation de petits organismes invisibles. Ce n'est qu'à la fin du XIXe siècle que L. Pasteur fut le premier à découvrir la nature et les fonctions des microorganismes. Vers la même époque (fin du XIX - début du XX siècle), il y a eu une révolution dans la physique. Les scientifiques ont commencé à pénétrer dans l'atome pour étudier sa structure. Encore une fois, cela était dû à l’émergence de nouvelles méthodes et outils, dans lesquels les plus petites particules de matière ont commencé à être utilisées. En 1909, Rutherford réussit à «voir» le noyau de l'atome d'or à l'aide de particules alpha (noyaux d'hélium d'une taille d'environ 10 à 13 m). Le modèle planétaire de l'atome de Bohr-Rutherford, créé à partir de ces expériences, fournit une image vivante de l'énormité de la place «libre» dans l'atome, ce qui est tout à fait comparable au vide du système solaire. C'est précisément la nullité de tels ordres que Feynman a voulu dire dans sa conférence. À l'aide des mêmes particules α en 1919, Rutherford réalisa la première réaction nucléaire pour convertir l'azote en oxygène. Les physiciens sont donc entrés dans des intervalles de taille pico et femto 1, et la compréhension de la structure de la matière aux niveaux atomique et subatomique a conduit à la création de la mécanique quantique dans la première moitié du siècle dernier.
Historiquement, il arrivait qu'à l'échelle de la taille (Fig. 2), pratiquement tous les domaines de recherche de taille soient «couverts», à l'exception du domaine des nanodimensions. Cependant, le monde n’est pas sans hommes astucieux. Au début du XXe siècle, W. Ostwald publia un livre intitulé «Le monde des valeurs contournées», qui traitait d’un nouveau domaine de la chimie à cette époque - la chimie des colloïdes, qui traitait spécifiquement des particules de taille nanométrique (bien que ce terme n’ait pas encore été utilisé). Déjà dans ce livre, il a noté que la fragmentation de la matière conduit parfois à de nouvelles propriétés, que les propriétés de la matière entière dépendent de la taille des particules.
Au début du XXe siècle, ils n’étaient pas en mesure de «voir» des particules de cette taille, car elles se situaient au-dessous des limites de la solvabilité d’un microscope optique. Ce n’est donc pas un hasard si l’invention de M. Knoll et de E. Rusk en 1931 d’un microscope électronique est considérée comme l’un des jalons initiaux de l’apparition de la nanotechnologie. Ce n’est qu’après cela que l’humanité a pu "voir" des objets de dimensions submicroniques et nanométriques. Et puis tout se met en place - le critère principal selon lequel l'humanité accepte (ou n'accepte pas) de nouveaux faits et phénomènes, est exprimé dans les mots de Thomas l'incroyant: "Jusqu'à ce que je voie, je ne croirai pas." 2
La prochaine étape a été franchie en 1981: G. Binnig et G. Rohrer ont créé un microscope à effet tunnel permettant de non seulement obtenir des images d'atomes individuels, mais aussi de les manipuler. C'est-à-dire que la technologie a été créée, ce dont R. Feynman a parlé dans sa conférence. C'était alors que l'ère de la nanotechnologie.
Notez que là encore nous traitons de la même histoire. Encore une fois, car il est fréquent que l’humanité ignore le fait qu’elle est au moins un peu en avance sur son temps. 3 Ici, à l’aide de l’exemple de la nanotechnologie, il s’avère qu’ils n’ont rien découvert de nouveau, mais qu’ils ont commencé à mieux comprendre ce qui se passe autour de lui, ce que les gens faisaient déjà, même inconsciemment ou plutôt consciemment (ils savaient ce qu’ils voulaient obtenir), mais sans comprendre la physique et la chimie du phénomène. Un autre problème est que la disponibilité de la technologie ne signifie toujours pas comprendre l'essence du processus. L'acier était capable de cuisiner pendant longtemps, mais une compréhension des bases physiques et chimiques de la fabrication de l'acier est venue beaucoup plus tard. Ici, vous pouvez vous rappeler que le secret de l'acier de Damas n'est pas ouvert jusqu'à présent. Voici une autre hypostase - nous savons ce que nous devons obtenir, mais nous ne savons pas comment. La relation entre science et technologie n’est donc pas toujours simple.
Qui s'est d'abord impliqué dans les nanomatériaux dans leur sens moderne? En 1981, le scientifique américain G. Glater a utilisé pour la première fois la définition de «nanocristallin». Il a formulé le concept de création de nanomatériaux et l'a développé dans une série d'œuvres de 1981 à 1986, introduisant les termes matériaux «nanocristallin», «nanostructuré», «nanophase» et «nanocomposite». Dans ces travaux, l’accent a été mis sur le rôle décisif de nombreuses interfaces dans les nanomatériaux en tant que base pour la modification des propriétés des solides.
L'un des événements les plus importants de l'histoire de la nanotechnologie 4 et du développement de l'idéologie des nanoparticules a également été la découverte des nanostructures de carbone - fullerènes et nanotubes de carbone au milieu des années 80 - début des années 90 du XXe siècle, ainsi que la découverte du graphène au XXIe siècle. 5
Mais revenons aux définitions.
Au début, tout était très simple. En 2000, le président des États-Unis, B. Clinton, a signé la National Nanotechnology Initiative, qui définit les éléments suivants: les nanotechnologies incluent la création de technologies et la recherche aux niveaux atomique, moléculaire et macromoléculaire allant de 1 à 100 nm pour comprendre les principes fondamentaux des phénomènes et des propriétés des matériaux à l'échelle nanométrique, ainsi que pour la création et l'utilisation de structures, d'équipements et de systèmes dotés de nouvelles propriétés et fonctions déterminées par leur taille.
En 2003, le gouvernement britannique s'est tourné vers la Royal Society 6 et la Royal Academy of Engineering 7 pour lui demander d'exprimer son opinion sur la nécessité de développer la nanotechnologie afin d'évaluer les avantages et les problèmes que leur développement pourrait causer. Un tel rapport, intitulé «Nanosciences et nanotechnologies: opportunités et incertitudes», a été publié en juillet 2004 et, pour autant que nous sachions, pour la première fois, des définitions distinctes des nanosciences et des nanotechnologies ont été données:
La nanoscience est l’étude de phénomènes et d’objets aux niveaux atomique, moléculaire et macromoléculaire, dont les caractéristiques diffèrent significativement des propriétés de leurs macroanalogues. Les nanotechnologies sont la conception, la caractérisation, la production et l'utilisation de structures, de dispositifs et de systèmes dont les propriétés sont déterminées par leur forme et leur taille au niveau nanométrique.
Ainsi, le terme «nanotechnologie» est compris comme un ensemble de méthodes technologiques permettant de créer des nano-objets et / ou de les manipuler. Il ne reste plus qu'à définir les nanoobjets. Mais ceci n’est pas si simple, c’est pourquoi la plus grande partie de l’article est consacrée précisément à cette définition.
Pour commencer, nous donnons une définition formelle, la plus utilisée actuellement:
Les nano-objets (nanoparticules) sont appelés objets (particules) d'une taille caractéristique comprise entre 1 et 100 nanomètres dans au moins une dimension.
Il semble que tout soit clair et clair, mais pourquoi une définition aussi rigide des limites inférieure et supérieure de 1 et 100 nm est-elle claire? Il semble qu’il soit choisi volontairement, en particulier en fixant de manière suspicieuse la limite supérieure. Pourquoi pas 70 ou 150 nm? Après tout, étant donné la diversité des nano-objets dans la nature, les limites du nano-site à l’échelle de la taille peuvent et doivent être considérablement estompées. Et en général, dans la nature, il est impossible d’établir des limites exactes - certains objets s’écoulent en douceur dans d’autres, et cela se produit à un certain intervalle et non à un moment donné.
Avant de parler de limites, essayons de comprendre quel sens physique est contenu dans le concept de «nanoobjet». Pourquoi devrait-il être distingué par une définition séparée?
Comme indiqué ci-dessus, ce n’est qu’à la fin du XXe siècle que l’on a compris que la structure nanométrique de la matière avait encore ses caractéristiques propres, qu’à ce niveau, la matière avait d’autres propriétés qui n’apparaissaient pas dans le macrocosme, commençaient à apparaître (ou plutôt à s’établir dans les esprits). Il est très difficile de traduire certains termes anglais en russe, mais en anglais, il existe un terme «matériau en vrac», qui peut être traduit approximativement par «grande quantité de substance», «bulk substance», «continu moyen». Ainsi, certaines propriétés des "matériaux en vrac" avec une diminution de la taille de ses particules constitutives peuvent commencer à changer lorsqu'elles atteignent une certaine taille. Dans ce cas, il est dit que le passage au nanostate de la substance, les nanomatériaux, est en cours.
Cela est dû au fait que, lorsque la taille des particules diminue, la fraction des atomes situés à leur surface et leur contribution aux propriétés de l’objet deviennent significatives et s’accroissent avec une nouvelle diminution de leur taille (Fig. 3).
Mais pourquoi l’augmentation de la proportion d’atomes de surface affecte-t-elle de manière significative les propriétés des particules?
Les phénomènes dits de surface sont connus depuis longtemps: tension de surface, phénomènes capillaires, activité de surface, mouillage, adsorption, adhésion, etc. L'ensemble de ces phénomènes est dû au fait que les forces d'interaction entre les particules constituant le corps ne sont pas compensées à sa surface (Fig. 4). ). En d'autres termes, les atomes à la surface (cristaux ou liquides - peu importe) sont dans des conditions spéciales. Par exemple, dans les cristaux, les forces qui les amènent à se trouver dans les nœuds du réseau cristallin n’agissent sur eux que de dessous. Par conséquent, les propriétés de ces atomes "de surface" diffèrent des propriétés des mêmes atomes dans la masse.
Étant donné que le nombre d'atomes de surface dans les nanoobjets augmente fortement (Fig. 3), leur contribution aux propriétés d'un nanoobjet devient décisive et augmente avec une nouvelle diminution de la taille de l'objet. C'est l'une des raisons de la manifestation de nouvelles propriétés à l'échelle nanométrique.
Une autre raison du changement de propriété discuté est qu’à ce niveau dimensionnel, les lois de la mécanique quantique commencent à se manifester, c’est-à-dire que le niveau des nanodimensions est le niveau de transition, à savoir le passage du règne de la mécanique classique au règne de la mécanique quantique. Et comme chacun sait, le plus imprévisible est l’état de transition.
Au milieu du XXe siècle, les gens ont appris à travailler avec une masse d'atomes ou avec un seul atome.
Par la suite, il est devenu évident que le «petit groupe d’atomes» est quelque chose d’autre, qui n’est pas très similaire à la masse des atomes ou à un seul atome.
Pour la première fois probablement, scientifiques et technologues sont étroitement confrontés à ce problème de la physique des semi-conducteurs. Dans leur quête de miniaturisation, ils ont atteint des particules de cette taille (plusieurs dizaines de nanomètres et moins), pour lesquelles leurs propriétés optiques et électroniques ont commencé à se différencier nettement de celles de particules de taille «ordinaire». C'est à ce moment-là qu'il est enfin devenu évident que l'échelle de «l'échelle nanométrique» est un domaine particulier, différent du domaine d'existence des particules ou du continuum.
Par conséquent, dans les définitions ci-dessus des nanosciences et des nanotechnologies, la plus significative est l’indication que le «vrai nano» commence avec l’apparition de nouvelles propriétés des substances associées au passage à ces échelles et différentes des propriétés des matériaux en vrac. C’est-à-dire la qualité la plus essentielle et la plus importante des nanoparticules. La principale différence entre les nanoparticules et les particules réside dans l’apparition de propriétés fondamentalement nouvelles qui ne se manifestent pas sous d’autres tailles. Nous avons déjà donné des exemples littéraires. Nous utilisons à nouveau cette technique pour montrer et souligner visuellement les différences entre les macro, les micro et les nano-objets.
Revenons à des exemples littéraires. Souvent, le héros de Leskov Levsha est mentionné en tant que «premier» nanotechnologiste. Cependant, c'est faux. Le principal accomplissement de Lefty est d'avoir forgé de petits ongles [«J'ai travaillé plus petit que ces fers à cheval: j'ai forgé les ongles dont les fers à cheval sont bouchés, il n'y a pas de petites lunettes de visée»]. Mais ces clous, bien que très petits, sont restés des clous, n’ont pas perdu leur fonction principale: tenir le fer à cheval. Ainsi, l'exemple de Levsha est un exemple de miniaturisation (microminiaturisation, si vous préférez), c'est-à-dire la réduction de la taille d'un objet sans modifier ses propriétés fonctionnelles ou autres.
Et l'histoire de B. Zhitkov mentionnée ci-dessus décrit précisément le changement de propriétés:
«J'avais besoin d'étirer un mince fil, c'est-à-dire cette épaisseur qui, pour mes mains vivantes, serait comme des cheveux. J'ai travaillé et regardé au microscope, alors que les bras de cuivre étaient tirés à travers le cuivre. C'est plus mince, plus mince - il doit encore s'étirer cinq fois - et ensuite le fil a été déchiré. Elle ne s’est même pas cassée - elle s’est effondrée comme si elle était faite d’argile. Dispersé dans le sable fin. C'est le fameux pour ses rougeurs au cuivre.
Notez que dans l'article de Wikipédia dans l'article sur les nanotechnologies, seule l'augmentation de la rigidité du cuivre est donnée à titre d'exemple du changement de propriétés lorsque la taille diminue. (Je me demande comment B. Zhitkov a été mis au courant de cela en 1931?)
À la fin du XXe siècle, l’existence d’une région définie de la taille des particules de matière - la région des nanodimensions - est enfin apparue. Les physiciens, clarifiant la définition des nano-objets, soutiennent que la limite supérieure du nano-site de l'échelle de taille coïncide, semble-t-il, avec la taille de la manifestation des effets dits de faible dimension ou de réduction de la dimension.
Essayons de faire une traduction inverse de la dernière déclaration du langage des physiciens dans le langage universel.
Nous vivons dans un monde en trois dimensions. Tous les objets réels qui nous entourent ont certaines dimensions dans les trois dimensions, ou, comme le disent les physiciens, ils ont la dimension 3.
Faisons l'expérience de pensée suivante. Choisissez un échantillon en trois dimensions, en trois dimensions de certains matériaux, le meilleur de tous - un cristal homogène. Soit un cube de 1 cm de longueur, cet échantillon possède certaines propriétés physiques qui ne dépendent pas de sa taille. Près de la surface extérieure de notre échantillon, les propriétés peuvent différer de celles en volume. Cependant, la proportion relative d’atomes de surface est faible et, par conséquent, la contribution du changement de surface à la surface peut être négligée (c’est précisément cette exigence qui signifie dans le langage des physiciens que l’échantillon est volumineux). Nous divisons maintenant le cube en deux - ses deux tailles caractéristiques resteront identiques et une, qu’il s’agisse de la hauteur d, diminuera de 2 fois. Qu'advient-il des propriétés de l'échantillon? Ils ne changeront pas. Nous répétons cette expérience et mesurons la propriété qui nous intéresse. Nous obtiendrons le même résultat. En répétant l'expérience à plusieurs reprises, nous atteignons finalement une certaine taille critique d *, en dessous de laquelle la propriété mesurée par nous commencera à dépendre de la taille d. Pourquoi Lorsque d ≤ d *, la fraction de la contribution des atomes de surface aux propriétés devient significative et continuera à augmenter avec une nouvelle diminution de d.
Les physiciens disent que pour d ≤ d * dans notre échantillon, un effet de taille quantique est observé dans une dimension. Pour eux, notre échantillon n'est plus en trois dimensions (ce qui semble absurde pour une personne ordinaire, car notre d, bien que petit, n'est pas égal à zéro!), Sa dimension est réduite à deux. Et l'échantillon lui-même s'appelle le plan quantique, ou puits quantique, par analogie avec le terme «puits de potentiel» souvent utilisé en physique.
Si dans un échantillon d ≤ d * à deux dimensions, on l'appelle objet quantique à une dimension, ou chaîne quantique, ou fil quantique. Objets de dimension zéro, ou points quantiques, d ≤ d * dans les trois dimensions.
Naturellement, la taille critique d * n'est pas constante pour différents matériaux et même pour un matériau donné peut varier considérablement en fonction des propriétés que nous avons mesurées dans notre expérience ou, en d'autres termes, des caractéristiques dimensionnelles critiques des phénomènes physiques. cette propriété (le chemin libre des électrons des phonons, la longueur d'onde de Broglie, la longueur de diffusion, la profondeur de pénétration d'un champ électromagnétique externe ou d'ondes acoustiques, etc.).
Cependant, avec toute la variété des phénomènes qui se produisent dans les matériaux organiques et inorganiques, dans la nature vivante et inanimée, la valeur de d * se situe approximativement dans la plage de 1 à 100 nm. Ainsi, un «nano-objet» («nanostructure», «nanoparticule») n’est qu’une autre version du terme «structure de taille quantique». C'est un objet avec d ≤ d * dans au moins une dimension. Ce sont des particules de dimension réduite, des particules avec une plus grande proportion d'atomes de surface. Il est donc plus logique de les classer selon le degré de réduction de la dimension: plans 2D - quantiques, 1D - fils quantiques, 0D - points quantiques.
Toute la gamme des dimensions réduites peut être facilement expliquée et l'essentiel est d'observer de manière expérimentale l'exemple des nanoparticules de carbone.
La découverte de nanostructures de carbone a été une étape très importante dans le développement du concept de nanoparticules.
Le carbone n'est que le onzième élément le plus répandu dans la nature, mais en raison de la capacité unique de ses atomes à se combiner les uns aux autres et à former de longues molécules comprenant d'autres éléments en tant que substituts, un nombre énorme de composés organiques et de la vie elle-même ont vu le jour. Mais, même en se combinant uniquement avec lui-même, le carbone peut générer un grand nombre de structures différentes aux propriétés très diverses - les modifications dites allotropes. 8 Diamond, par exemple, est la référence en matière de transparence et de dureté, à savoir un diélectrique et un isolant thermique. Cependant, le graphite est un "absorbeur" idéal de lumière, un matériau très mou (dans une certaine direction), l'un des meilleurs conducteurs de chaleur et d'électricité (dans un plan perpendiculaire à la direction mentionnée ci-dessus). Mais ces deux matériaux ne sont constitués que d'atomes de carbone!
Mais tout cela se situe au niveau macro. Et le passage au niveau nanométrique ouvre de nouvelles propriétés uniques du carbone. Il s'est avéré que «l'amour» des atomes de carbone les uns envers les autres est si grand qu'ils peuvent former, sans la participation d'autres éléments, tout un ensemble de nanostructures différentes les unes des autres, y compris en dimension. Ceux-ci incluent les fullerènes, le graphène, les nanotubes, les nanocones, etc. (Fig. 5).
Nous notons ici que les nanostructures de carbone peuvent être qualifiées de «vraies» nanoparticules, car, comme on peut le voir clairement sur la fig. 5, tous les atomes constitutifs se trouvent à la surface.
Mais revenons au graphite lui-même. Ainsi, le graphite est la modification la plus courante et la plus stable du point de vue thermodynamique du carbone élémentaire, avec une structure cristalline tridimensionnelle constituée de couches atomiques parallèles, dont chacune est un assemblage dense d'hexagones (Fig. 6). Aux sommets de tels hexagones, il y a un atome de carbone, et les côtés des hexagones reflètent graphiquement des liaisons covalentes fortes 9 entre des atomes de carbone, dont la longueur est de 0,142 nm. Mais la distance entre les couches est assez grande (0,334 nm) et, par conséquent, la connexion entre les couches est plutôt faible (dans ce cas, on parle de l'interaction de van der Waals 10).
Une telle structure cristalline explique les caractéristiques des propriétés physiques du graphite. Tout d'abord, une faible dureté et la possibilité de stratifier facilement dans les plus petites échelles. Ainsi, par exemple, les crayons sont écrits avec des crayons, dont les écailles de graphite, décollées, restent sur le papier. Deuxièmement, l'anisotropie prononcée susmentionnée des propriétés physiques du graphite et, surtout, de sa conductivité électrique et de sa conductivité thermique.
Chacune des couches de la structure tridimensionnelle du graphite peut être considérée comme une structure plane géante ayant une dimension de 2D. Cette structure bidimensionnelle, constituée uniquement d'atomes de carbone, appelée "graphène". Il est facile d’obtenir une telle structure «relativement», du moins dans le cadre d’une expérience mentale. Prenez un stylo à mine graphite et commencez à écrire. La hauteur d de l'ardoise diminuera. Si la patience est suffisante, alors, à un moment donné, la valeur de d est égale à d * et nous obtenons le plan quantique (2D).
Pendant longtemps, le problème de la stabilité des structures bidimensionnelles plates à l'état libre (sans substrat) en général et du graphène en particulier, ainsi que des propriétés électroniques du graphène, n'a fait l'objet que d'études théoriques. Plus récemment, en 2004, un groupe de physiciens dirigé par A. Geim et K. Novoselov a reçu les premiers échantillons de graphène, ce qui a révolutionné ce domaine, car de telles structures bidimensionnelles se sont avérées particulièrement capables de présenter des propriétés électroniques étonnantes, qualitativement. différent de tous ceux précédemment observés. Par conséquent, des centaines de groupes expérimentaux étudient actuellement les propriétés électroniques du graphène.
Si nous enroulons une couche de graphène d'épaisseur monoatomique dans un cylindre de façon à ce que la grille hexagonale d'atomes de carbone se ferme sans jointures, nous «construisons» alors un nanotube de carbone à paroi unique. Il est expérimentalement possible d’obtenir des nanotubes à simple paroi d’un diamètre de 0,43 à 5 nm. Les caractéristiques de la géométrie des nanotubes sont des valeurs d’enregistrement de la surface spécifique (en moyenne
1600 m 2 / g pour les tubes à simple paroi) et le rapport longueur sur diamètre (100 000 et plus). Ainsi, les nanotubes sont des nano-objets 1D - des fils quantiques.
Dans les expériences, des nanotubes de carbone à parois multiples ont également été observés (Fig. 7). Ils sont constitués de cylindres coaxiaux insérés les uns dans les autres, dont les parois sont distantes (environ 3,5 Å), proches de la distance interplanaire en graphite (0,334 nm). Le nombre de murs peut varier de 2 à 50.
Si vous mettez un morceau de graphite dans une atmosphère de gaz inerte (hélium ou argon) et que vous illuminez ensuite le faisceau d'un laser pulsé de forte puissance ou d'une lumière solaire concentrée, vous pouvez faire évaporer le matériau de notre cible en graphite (notez qu'à cette fin, la température de surface de la cible doit être d'au moins 2700 ° C). Dans de telles conditions, un plasma constitué d'atomes de carbone individuels est formé au-dessus de la surface de la cible et est entraîné par le flux de gaz froid, ce qui conduit au refroidissement du plasma et à la formation d'amas de carbone. Il s'avère donc que, dans certaines conditions de regroupement, les atomes de carbone sont fermés pour former une molécule squelette sphérique C60 dimension 0D (point quantique) déjà montrée à la fig. 1
Une telle formation spontanée d'une molécule C60 dans un plasma de carbone a été découvert dans une expérience conjointe de G. Kroto, R. Curl et R. Smoli, menée pendant dix jours en septembre 1985, en envoyant un lecteur curieux au livre de E. A. Katz «Fullerènes, nanotubes de carbone et nanoclusters: formes à pedigree et idées ”qui décrit en détail l'histoire fascinante de cette découverte et les événements qui l'ont précédée (avec de brèves excursions dans l'histoire des sciences jusqu'à la Renaissance et même dans l'Antiquité), tout en expliquant la motivation d'un nom étrange à première vue (et seulement à première vue) Les olécules de Buckminsterfulleren sont en l'honneur de l'architecte R. Buckminster Fuller (voir aussi le livre [Piotrovsky, Kiselev, 2006]).
Par la suite, il a été découvert qu’il existait toute une famille de molécules de carbone - les fullerènes - sous forme de polyèdres convexes constitués uniquement de faces hexagonales et pentagonales (Fig. 8).
C'est la découverte des fullerènes, une sorte de "clé d'or" magique dans le nouveau monde des structures nanométriques en carbone pur qui a provoqué une explosion du travail dans ce domaine. À ce jour, un grand nombre de grappes de carbone différentes avec une fantastique (au sens littéral du terme!) Ont été découvertes.
Mais revenons aux nanomatériaux.
Les nanomatériaux sont des matériaux dont les unités structurelles sont des nanoobjets (nanoparticules). Au sens figuré, la construction d'un nanomatériau est faite de briques-nanoobjets. Par conséquent, il est plus productif de classer les nanomatériaux en fonction de la dimension de l’échantillon de nanomatériau lui-même (dimensions externes de la matrice) et de la dimension des nano-objets qui le composent. La classification la plus détaillée de ce type est donnée dans [Pokropivny, Skorokhod, 2008]. Les 36 classes de nanostructures présentées dans cet article décrivent toute la diversité des nanomatériaux. Certains (comme les fullerènes ou les nano-pics de carbone mentionnés ci-dessus) ont déjà été synthétisés avec succès et d'autres attendent encore leur réalisation expérimentale.
Nous pouvons donc définir de manière stricte les concepts de «nanoscience», «nanotechnologie» et «nanomatériaux» qui ne nous intéressent que si nous comprenons ce qu'est un «nanoobjet».
"Nano-objet", à son tour, a deux définitions. Le premier, plus simple (technologique): ce sont des objets (particules) d’une taille caractéristique d’environ 1 à 100 nanomètres dans au moins une dimension. La deuxième définition, plus scientifique, physique: un objet de dimension réduite (qui a d ≤ d * dans au moins une dimension).
À notre connaissance, il n'y a pas d'autres définitions.
Cela ne peut que frapper les yeux, cependant, le fait que la définition scientifique présente un sérieux inconvénient. À savoir: dans celui-ci, contrairement à la technologie, seule la limite supérieure des nano-dimensions est déterminée. Devrait-il y avoir une limite inférieure? À notre avis, bien sûr, devrait. La première raison de l'existence de la limite inférieure découle directement de l'essence physique de la définition scientifique d'un nanoobjet, car la majorité des effets de l'abaissement de la dimensionnalité discutés ci-dessus sont des effets de confinement quantique ou des phénomènes de nature résonante. En d’autres termes, ils sont observés lorsque les longueurs caractéristiques de l’effet et la taille de l’objet coïncident, c’est-à-dire non seulement pour d ≤ d *, ce qui a déjà été discuté, mais simultanément si la taille d dépasse une certaine limite inférieure d ** (d ** ≤ d ≤ d *). Il est évident que la valeur de d * peut varier pour différents phénomènes, mais doit dépasser la taille des atomes.
Nous illustrons cela avec l'exemple des composés carbonés. Les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) tels que le naphtalène, le benzopyrène, le chrysène, etc., sont formellement des analogues du graphène. En outre, le plus grand HAP connu a la formule générale C222H44 et contient 10 cycles benzéniques en diagonale. Cependant, ils ne possèdent pas les propriétés étonnantes du graphène et ne peuvent être considérés comme des nanoparticules. Il en va de même pour les nanodiamants:
4–5 nm sont des nanodiamants, mais à proximité de ces limites, et même au-delà, des diamandoids supérieurs (analogues de l'adamantane ayant des cellules de diamant condensées comme base de la structure) conviennent.
Ainsi: si à la limite la taille d'un objet dans les trois dimensions est égale à la taille d'un atome, un cristal composé de tels objets à 0 dimensions ne sera pas un nanomatériau, mais un cristal atomique ordinaire. C'est évident. Il est évident que le nombre d'atomes dans un nanoobjet devrait toujours dépasser un. Si un nanobjet a les trois valeurs de d inférieures à d **, il cesse de l'être. Un tel objet devrait être décrit dans le langage de la description des atomes individuels.
Et si pas les trois tailles, mais une seule, par exemple? Un tel objet reste-t-il un nanoobjet? Bien sûr que oui. Un tel objet est, par exemple, le graphène déjà mentionné. Le fait que la taille caractéristique du graphène dans une dimension soit égale au diamètre d'un atome de carbone ne le prive pas de propriétés nanomatériales. Et ces propriétés sont absolument uniques. La conductivité, l'effet Shubnikov-de Haas, l'effet Hall quantique dans des films de graphène d'épaisseur atomique ont été mesurés. Les expériences ont confirmé que le graphène est un semi-conducteur à bande interdite nulle, alors qu'aux points de contact entre les bandes de valence et de conduction, le spectre d'énergie d'électrons et de trous est linéaire en fonction du vecteur d'onde. Un tel spectre comporte des particules de masse effective nulle, en particulier des photons, des neutrinos, des particules relativistes. La différence entre les photons et les porteurs sans masse dans le graphène est que ces derniers sont des fermions et qu'ils sont chargés. À l'heure actuelle, il n'existe pas d'analogues pour ces fermions de Dirac chargés sans masse parmi les particules élémentaires connues. Aujourd'hui, le graphène présente un grand intérêt pour tester un ensemble d'hypothèses théoriques issues de l'électrodynamique quantique et de la théorie de la relativité, ainsi que pour créer de nouveaux dispositifs nanoélectroniques, en particulier des transistors balistiques et à un électron.
Pour notre discussion, il est très important que le concept le plus proche du nanoobjet soit une région dimensionnelle dans laquelle se réalisent des phénomènes dits mésoscopiques. C'est la région de taille minimale pour laquelle il est raisonnable de parler non pas des propriétés des atomes ou molécules individuels, mais des propriétés du matériau dans son ensemble (par exemple, lors de la détermination de la température, de la densité ou de la conductivité du matériau). Les dimensions mésoscopiques sont comprises entre 1 et 100 nm. (Le préfixe "meso" vient du grec "moyen", intermédiaire entre les dimensions atomique et macroscopique.)
Tout le monde sait que la psychologie traite du comportement des individus et la sociologie - le comportement de grands groupes de personnes. Ainsi, la relation dans un groupe de 3-4 personnes peut être décrite par analogie comme mésoyavléniya. De la même manière, comme mentionné ci-dessus, un petit groupe d'atomes ne ressemble en rien à un "tas" d'atomes, ni à un seul atome.
Il convient de noter ici une autre caractéristique importante des propriétés des nano-objets. Bien que, contrairement au graphène, les nanotubes de carbone et les fullerènes soient des objets formels à 1 ou 0 dimensions, respectivement, ce n'est pas tout à fait vrai. Ou plutôt, pas en même temps. Le fait est qu'un nanotube est la même couche de graphène 2D monoatomique enroulée dans un cylindre. 11 Un fullerène est une couche de carbone 2D d'épaisseur monoatomique, fermée à la surface d'une sphère. Autrement dit, les propriétés des nano-objets dépendent essentiellement non seulement de leur taille, mais également de leurs caractéristiques topologiques - tout simplement de leur forme.
Ainsi, la définition scientifique correcte d'un nano-objet devrait être la suivante:
C'est un objet qui a au moins une des dimensions ≤ d *, alors qu'au moins une des dimensions dépasse d **. En d'autres termes, un objet est suffisamment grand pour posséder les propriétés macro d'une substance, mais il est en même temps caractérisé par une dimension inférieure, c'est-à-dire que l'une au moins des mesures est suffisamment petite pour que les valeurs de ces propriétés soient très différentes des propriétés correspondantes des objets macro de la même substance, de manière significative. dépendait de la taille et de la forme de l'objet. Dans ce cas, les valeurs exactes des dimensions d * et d ** peuvent varier non seulement d’une substance à l’autre, mais également pour des propriétés différentes de la même substance.
Le fait que ces considérations ne soient nullement théoriques (comme «combien de sables commence par un tas?»), Mais a un sens profond pour comprendre l'unité de la science et la continuité du monde qui nous entoure, devient évident si nous nous tournons vers les nanoobjets organiques.
Ci-dessus, nous n'avons envisagé que des matériaux inorganiques relativement homogènes, et déjà tout n'était pas si simple. Mais sur Terre, il y a une quantité énorme de matière, qui n'est pas seulement difficile, mais pas homogène. Nous parlons de structures biologiques et en général de matière vivante.
Dans "l'Initiative nationale en nanotechnologie", l'une des raisons de l'intérêt particulier porté au domaine des nanodimensions est indiquée:
L'organisation systémique de la matière à l'échelle nanométrique étant une caractéristique essentielle des systèmes biologiques, la nanoscience et la technologie permettront d'incorporer des composants artificiels et des ensembles dans des cellules, créant ainsi de nouveaux matériaux structurellement structurés basés sur l'imitation de méthodes d'auto-assemblage dans la nature.
Essayons maintenant de comprendre le sens que le concept d ’« échelle nanométrique »a en application en biologie, tout en gardant à l’esprit que, lorsqu’on se situe à cet intervalle de taille, les propriétés doivent être fondamentalement ou radicalement modifiées. Mais tout d’abord, rappelons que la nano-région peut être abordée de deux manières: «de haut en bas» (écrasement) ou «de bas en haut» (synthèse). Ainsi, le mouvement «ascendant» pour la biologie n’est autre que la formation de complexes biologiquement actifs à partir de molécules individuelles.
Considérons brièvement les liaisons chimiques qui déterminent la structure et la forme de la molécule. La première et la plus forte est une liaison covalente, caractérisée par une directivité stricte (uniquement d'un atome à l'autre) et une certaine longueur, qui dépend du type de liaison (simple, double, triple, etc.). Ce sont les liaisons covalentes entre les atomes qui déterminent la «structure primaire» de toute molécule, c'est-à-dire quels atomes et dans quel ordre ils sont liés les uns aux autres.
Mais il existe d'autres types de liaisons qui définissent ce qu'on appelle la structure secondaire de la molécule, sa forme. Ceci est principalement une liaison hydrogène - une liaison entre un atome polaire et un atome d'hydrogène. Elle se rapproche le plus de la liaison covalente, car elle se caractérise également par une certaine longueur et directionalité. Cependant, cette liaison est faible, son énergie est d'un ordre de grandeur inférieur à l'énergie de la liaison covalente. Les types d'interactions restants sont non directionnels et sont caractérisés non par la longueur des liaisons formées, mais par le taux de diminution de l'énergie de liaison lorsque la distance entre les atomes en interaction augmente (interaction à longue portée). La liaison ionique est une interaction à longue portée, les interactions de van der Waals étant à courte portée. Ainsi, si la distance entre deux particules augmente r fois, dans le cas d’une liaison ionique, l’attraction décroît de 1 à 2 à partir de la valeur initiale, dans le cas de l’interaction de van der Waals mentionnée plus d’une fois - à 1 / r 3 ou plus (à 1 / r 12). En général, toutes ces interactions peuvent être définies comme des interactions intermoléculaires.
Considérons maintenant le concept de "molécule biologiquement active". Il faut reconnaître que la molécule de substance elle-même n’intéresse que les chimistes et les physiciens. Ils s’intéressent à sa structure («structure primaire»), à sa forme («structure secondaire»), à des indicateurs macroscopiques tels que, par exemple, l’état d’agrégation, la solubilité, les points de fusion et d’ébullition, etc., et à la microscopie 12 (effets électroniques). influence mutuelle des atomes dans une molécule donnée, propriétés spectrales en tant que manifestation de ces interactions). En d’autres termes, nous parlons de l’étude des propriétés qui se manifestent en principe par une seule molécule. Rappelons que, par définition, une molécule est la plus petite particule d’une substance qui porte ses propriétés chimiques.
Du point de vue de la biologie, une molécule «isolée» (dans ce cas, qu’il s’agisse d’une molécule ou d’une quantité de molécules identiques) n’est pas capable de montrer des propriétés biologiques. Cette thèse semble plutôt paradoxale, mais nous allons essayer de la justifier.
Considérons ceci sur l'exemple des enzymes - molécules de protéines, qui sont des catalyseurs biochimiques. Par exemple, l’enzyme de l’hémoglobine, qui assure le transport de l’oxygène vers les tissus, comprend quatre molécules de protéines (sous-unités) et un groupe dit prosthétique, un hème contenant un atome de fer associé de manière non covalente aux sous-unités protéiques de l’hémoglobine.
La contribution principale, ou plutôt décisive, à l’interaction des sous-unités protéiques et de la gemme, l’interaction menant à la formation et à la stabilité du complexe supramoléculaire, appelée hémoglobine, est réalisée par des forces, parfois appelées interactions hydrophobes, mais représentant les forces de l’interaction intermoléculaire. Les liens formés par ces forces sont beaucoup plus faibles que les liens covalents. Mais avec une interaction complémentaire, lorsque les deux surfaces sont très proches l'une de l'autre, le nombre de ces liaisons faibles est grand et, par conséquent, l'énergie totale d'interaction des molécules est assez élevée et le complexe résultant est suffisamment stable. Mais jusqu'à ce que ces connexions entre les quatre sous-unités soient formées, jusqu'à ce que le groupe prothétique (gemmes) soit uni (encore une fois pour des connexions non covalentes), les différentes parties de l'hémoglobine ne peuvent en aucun cas lier l'oxygène ni le transporter nulle part. Et, par conséquent, ne possèdent pas cette activité biologique. (Le même raisonnement peut être étendu à toutes les enzymes en général.)
En même temps, le processus de catalyse lui-même implique la formation pendant la réaction d'un complexe d'au moins deux composants - le catalyseur lui-même et la ou les molécules appelées substrat (s), qui subissent des transformations chimiques sous l'action du catalyseur. En d'autres termes, un complexe d'au moins deux molécules doit être formé, c'est-à-dire un complexe supramoléculaire (supramoléculaire).
La notion d’interaction complémentaire a été proposée par E. Fisher pour expliquer l’interaction des substances médicamenteuses avec leur cible dans l’organisme et a été appelée interaction «clé pour verrouiller». Bien que les médicaments (et autres substances biologiques) soient loin d'être une enzyme dans tous les cas, ils ne sont également capables de provoquer un effet biologique qu'après une interaction avec une cible biologique appropriée. Mais une telle interaction n'est encore qu'une fois la formation d'un complexe supramoléculaire.
Par conséquent, la manifestation par des molécules «ordinaires» de propriétés fondamentalement nouvelles (dans ce cas, l’activité biologique) est associée à la formation de complexes supramoléculaires (supramoléculaires) avec d’autres molécules en raison des forces d’interaction intermoléculaire. C’est ainsi que sont organisés la plupart des enzymes et des systèmes de l’organisme (récepteurs, membranes, etc.), y compris des structures complexes appelées parfois «machines» biologiques (ribosomes, ATPase, etc.). Et cela se passe exactement au niveau des tailles nanométriques - de un à plusieurs dizaines de nanomètres.
Avec des complications supplémentaires et une augmentation de la taille (plus de 100 nm), c’est-à-dire lors du passage à un autre niveau dimensionnel (niveau micro), des systèmes beaucoup plus complexes apparaissent, capables non seulement d’existence indépendante et d’interaction (en particulier échange d’énergie) avec les environnements environnants. leur environnement, mais aussi à l'auto-reproduction. Il s’agit là encore d’un changement dans les propriétés de tout le système. Il devient si complexe qu’il est déjà capable de se reproduire, ce que nous appelons des structures vivantes.
De nombreux penseurs ont essayé à plusieurs reprises de définir la vie. Sans entrer dans des discussions philosophiques, nous notons que, à notre avis, la vie est l’existence de structures qui se répliquent et que les structures vivantes commencent par une seule cellule. La vie est un phénomène micro et macroscopique, mais les principaux processus qui assurent le fonctionnement des systèmes vivants se situent à l'échelle nanométrique.
Le fonctionnement de la cellule vivante en tant que dispositif autorégulateur intégré avec une hiérarchie structurelle prononcée est assuré par la miniaturisation au niveau nanométrique. Il est évident que la miniaturisation à l'échelle nanométrique est un attribut fondamental de la biochimie et que, par conséquent, l'évolution de la vie consiste en l'émergence et l'intégration de diverses formes d'objets nanostructurés. 13 C'est la partie nanométrique de la hiérarchie structurelle, de taille limitée à la fois par le haut et par le bas (!), Qui est essentielle pour l'apparence et le gagne-pain des cellules. En d’autres termes, c’est le niveau des nanodimensions qui représente la transition du niveau moléculaire au niveau vivant.
Cependant, étant donné que la miniaturisation au niveau de l’échelle nanométrique est un attribut fondamental de la biochimie, on ne peut néanmoins envisager aucune manipulation biochimique comme la nanotechnologie - les nanotechnologies impliquent, après tout, la conception et non l’utilisation banale de molécules et de particules.
Au début de l'article, nous avons tenté de classer d'une manière ou d'une autre les objets de diverses sciences naturelles selon le principe des dimensions caractéristiques des objets qu'ils ont étudiés. Revenons à cela et, en appliquant cette classification, nous obtenons que la physique atomique qui étudie les interactions à l'intérieur d'un atome est une dimension de sous-groupe (femto et pico).
La chimie inorganique et organique "ordinaire" correspond à la taille de l'angström, c'est-à-dire le niveau de molécules ou de liaisons individuelles dans les cristaux de substances inorganiques. Mais la biochimie est le niveau d’échelle nanométrique, le niveau d’existence et le fonctionnement de structures supramoléculaires stabilisées par des forces intermoléculaires non covalentes.
Mais les structures biochimiques sont encore relativement simples et peuvent fonctionner de manière relativement indépendante (in vitro, si vous voulez). Une complication supplémentaire, la formation d’ensembles complexes par des structures supramoléculaires - c’est une transition vers des structures autoréplicables, une transition vers le Vivant. Et ici, au niveau des cellules, ce sont des micro-dimensions, et au niveau des organismes, des macro-dimensions. C'est la biologie et la physiologie.
Le niveau nanométrique est une région de transition allant du niveau moléculaire, à la base de toute vie, composée de molécules, jusqu'au niveau vivant, au niveau d'existence de structures autoréplicantes et de nanoparticules, qui sont des structures supramoléculaires stabilisées par des forces d'interaction intermoléculaires, représentent une forme transitoire de molécules individuelles à complexes systèmes fonctionnels. Cela peut se refléter dans un schéma mettant en particulier l'accent sur la continuité de la nature (Fig. 9). Dans le schéma, le monde des nanométries est situé entre le monde atomique et moléculaire et le monde du Vivant, constitué des mêmes atomes et molécules, mais organisé en structures complexes se répliquant, et la transition d'un monde à l'autre est déterminée non seulement (et pas tellement) par la taille des structures, mais par leur complexité. La nature a longtemps inventé et utilise des structures supramoléculaires dans les systèmes vivants. Nous sommes loin de pouvoir toujours comprendre, encore moins de répéter, ce que la nature fait facilement et naturellement. Mais vous ne pouvez pas vous attendre à des faveurs de sa part, vous devez apprendre d'elle.
Littérature:
1) Vul A.Ya., Sokolov V.I. Enquêtes sur le nano-charbon en Russie: des fullerènes aux nanotubes et nano-diamants / Nanotechnologies russes, 2007. T. 3 (3-4).
2) Katz E.A. Fullerènes, nanotubes de carbone et nanoclusters: un pedigree de formes et d'idées. - M.: LKI, 2008.
3) Ostwald V. Un monde de valeurs ignorées. - M.: Maison d'édition du partenariat "World", 1923.
4) Piotrovsky LB, Kiselev OI Fullerènes en biologie. - Rostock, Saint-Pétersbourg, 2006.
5) Tkachuk V.A. Nanotechnologies et médecine // Nanotechnologies russes, 2009. T. 4 (7–8).
6) Khobza P., Zahradnik R. Complexes intermoléculaires. - M.: Mir, 1989.
7) Mann S. La vie en tant que phénomène à l'échelle nanométrique. Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 5306-52020.
8) Pokropivny V.V., Skorokhod V.V. Nouvelles classifications de dimensionnalité des nanostructures // Physica E, 2008, v. 40, p. 2521-2525.
1 Nano - 10–9, pico - 10–12, femto - 10 –15.
2 De plus, non seulement voir, mais toucher. «Mais il leur a dit: si je ne vois pas ses plaies dans les ongles de mes mains, si je ne mets pas mes doigts dans les plaies des ongles, et si je ne mets pas mes mains dans ses côtes, je ne croirai pas» [Evangile de Jean, chapitre 20, verset 24].
3 Par exemple, il a parlé d'atomes en 430 av. e. Démocrite. Puis, en 1805, Dalton affirmait que: 1) les éléments étaient constitués d'atomes, 2) les atomes d'un élément étaient identiques et différents de ceux de l'autre élément et 3) les atomes ne pouvaient pas être détruits par une réaction chimique. Mais ce n'est qu'à partir de la fin du 19ème siècle que les théories sur la structure de l'atome ont commencé à se développer, ce qui a provoqué une révolution de la physique.
4 Le concept de "nanotechnologie" a été introduit en 1974 par le japonais Norio Taniguchi. Pendant longtemps, le terme a été peu utilisé par les spécialistes travaillant dans des domaines connexes, Taniguchi n’utilisant le concept de «nano» que pour désigner la précision du traitement de surface, par exemple dans les technologies permettant de contrôler la rugosité des matériaux à un niveau inférieur au micromètre, etc.
5 Les concepts de "fullerènes", "nanotubes de carbone" et "graphène" seront discutés en détail dans la deuxième partie de l'article.
6 La Royal Society est la principale société scientifique du Royaume-Uni.
7 Académie royale d'ingénierie du Royaume-Uni.
8 Allotropie (du grec Alios - autre et tropos - tour, propriété) - existence du même élément chimique sous la forme de structures de propriétés et de structures différentes.
9 La liaison covalente est une liaison chimique due à la formation d'un couple d'électrons commun à deux atomes voisins et à l'attraction de Coulomb entre cette paire et les noyaux atomiques.
10 L'interaction de Van der Waals, ou liaison de van der Waals, est une liaison chimique faible basée sur des forces d'interaction intermoléculaires d'une énergie de 0,8 à 8,16 kJ / mol, résultant de la polarisation des molécules et de la formation de dipôles. Découvert par J.D. van der Waals en 1869
11 Une illustration expérimentale de cette affirmation est le développement récemment publié de méthodes technologiques pour la production de feuilles de graphène par «découpage chimique» et «dépliage» de nanotubes de carbone.
12 Le mot «microscopique» n’est utilisé ici que parce que ces propriétés ont été appelées plus tôt, bien qu’il s’agisse ici de propriétés manifestées par des molécules et des atomes, c’est-à-dire un intervalle de taille pico.
13 Ce qui a notamment conduit à l'émergence du point de vue selon lequel la vie est un phénomène de taille nanométrique (Mann, 2008), ce qui, à notre avis, n'est pas tout à fait vrai.
http://elementy.ru/lib/431265