Skip to content

Искусственные и природные материалы: Урок 10. искусственные и синтетические материалы — Технология — 5 класс

Содержание

Урок 10. искусственные и синтетические материалы — Технология — 5 класс

Технология, 5 класс

Урок 10. Искусственные и синтетические материалы

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:

  1. Понятие «искусственный материал».
  2. Понятие «синтетический материал».
  3. Свойства искусственных и синтетических материалов.

Тезаурус:

Натуральные материалы – это материалы, используемые для производства потребительских благ, добываемые в природе.

Сырьём — это природные материалы, которые перед использованием на производстве подверглись предварительной обработке и подлежат дальнейшей переработке.

Натуральное сырьём – это все добытые вещества, используемые человеком и сохранившие в предмете труда свои природные свойства и состав.

Искусственные материалы — это материалы, которые созданы человеком на основе соединения природных материалов и не существуют в природе.

Материалы, получаемые в процессе создания или построения сложных молекул из более простых, называются синтетическими, а сам процесс – синтезом.

Основная и дополнительная литература по теме урока:

1. Технология. 5 класс: учеб. пособие для общеобразовательных организаций / [В.М. Казакевич, Г.В. Пичугина, Г.Ю. Семенова и др.]; под ред. В.М. Казакевича. — М.: Просвещение, 2017.

2. https://ru.wikipedia.org

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Все предметы, окружающие нас, изготавливаются из материалов. Материалы, используемые для производства потребительских благ, добываемые в природе, называются натуральными.

Природные материалы, которые перед использованием на производстве подверглись предварительной обработке и подлежат дальнейшей переработке, называются сырьём.

Например, сырьём лесоперерабатывающей промышленности являются брёвна, полученные из спиленных деревьев. Сырьё для производства шерстяной пряжи является шерсть, состриженная с животных.

Все добытые вещества, используемые человеком и сохранившие в предмете труда свои природные свойства и состав, называются натуральным сырьём.

На ранних этапах человеческого существования люди использовали крайне ограниченное число материалов. Это были материалы, имеющиеся в природе — камни, дерево, глина, шкуры животных.

Со временем люди научились производить материалы, по свойствам превосходящие природные продукты. Это были такие новые материалы, как керамика и различные металлы.

Было обнаружено, что свойства материалов могут изменяться в результате термической обработки или добавления к ним различных субстанций.

Материалы, которые созданы человеком на основе соединения природных материалов и не существуют в природе, называются искусственными материалами.

Для получения искусственных материалов природные компоненты подвергают технологической обработке.

Нагревание

При производстве стекла – происходит нагрев кварцевого песка до состояния плавления.

Обжиг

При производстве кирпича происходит обжиг заготовки из специальной глиняной смеси;

Прессование

При производстве древесно-стружечные или древесноволокнистые плиты происходит прессование щепы или стружки деревьев.

Растворение

При производстве искусственного шёлка происходит растворение целлюлозы в специальном растворе, после чего из полученного вещества формируют нити.

Со временем учёные поняли, что существует соответствие между структурными элементами, составляющими материал, и им самим. Эти знания стали доступными примерно 100 лет назад, и в значительной степени были обусловлены тем, что люди научились оценивать характеристики материала.

Все это привело к тому, что появились десятки тысяч различных материалов с весьма специфическими свойствами, что позволило удовлетворять самые сложные потребности современного общества.

Производство материалов, которые делают наше существование более комфортным, связаны с тем, что становятся доступным всё новые и новые технологии.

На уроках химии вы узнаете, что все вещества состоят из атомов и молекул. С помощью химических реакций их можно перестраивать. Изменение порядка приводит к образованию нового вещества. Такие реакции называются синтезом, а получаемые материалы синтетическими.

Синтез в химии – это процесс создания или построения сложных молекул из более простых.

Сырьём для производства этих материалов являются нефтепродукты, уголь, газ.

Часто материалы полученные искусственным или синтетическим путём обобщают и называют химическими.

Современные технологии производства синтетических материалов коснулись всех сфер жизнедеятельности человека. Вы встречаетесь с этой продукцией ежедневно и повсеместно.

Полиэтилен, синтетический материал, из которого изготавливают плёнку, бутылки, крышки.

Органическое стекло. Из него изготавливают небьющееся прозрачные экраны, художественно-декоративные изделия.

Полистирол используют для изготовления одноразовой посуды.

Но лучшим примером производства синтетических материалов может служить текстильная промышленность. Синтетические ткани изготавливаются из полимеров, полученных благодаря химическим реакциям.

Как правило, из синтетических тканей производят спортивную одежду или вещи, необходимые для использования в экстремальных ситуациях.

Производство синтетического волокна аналогично процессу получения искусственного: получение прядильного раствора, формирование волокон, отделка. Искусственное волокно за счёт того, что получается из природного материала имеет более высокую стоимость, поэтому оно менее популярно, чем синтетическое.

Синтетические материалы имеют ряд преимуществ. В отличие от природных материалов, синтетическая ткань обладает незначительным весом. Одежда из такого материала менее подвержена износу и хорошо сохраняет стойкость цвета. Практически все синтетические материалы не впитывают в себя много влаги, и сушка не занимает много времени. Низкая цена материала за счёт невысокой стоимости исходного продукта.

Производство синтетических материалов постоянно развивается. Учёные-химики постоянно синтезируют новые виды волокон с заданными свойствами. Некоторые материалы, полученные на основе этих волокон, в несколько раз превосходят прочность стали.

Таким волокном, например, является кевлар. Из него делают лёгкие прочные надувные лодки и бронежилеты.

Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля

Задание 4. Выделите зелёным цветом минеральное сырьё (материалы), синим цветом – продукцию химического производства.

Варианты ответа:

Нефть

Керамика

Руда

Полиэтилен

Газ этилен

Уголь

Стекло

Подсказка:

Правильный вариант ответа:

Минеральное сырьё (материалы)

Нефть

Руда

Газ этилен

Уголь

Продукция химического производства

Керамика

Полиэтилен

Стекло

Подсказка: Сырьём – это все добытые вещества, используемые человеком и сохранившие в предмете труда свои природные свойства и состав.

Задание 6. Определите вид материала. Расставьте подписи к изображениям.

Натуральный

Искусственный

Синтетический

Природные и искусственные конструкционные материалы — НБИКС-НТ

УДК 66.017

Природные и искусственные конструкционные материалы

Ал. Ал. Берлин, А.Ю. Шаулов

Институт химической физики им. Н.Н. Семенова

[email protected]

Аннотация: Материалы, которые использовал человек в своей деятельности, всегда играли важную, а часто и определяющую роль в прогрессе цивилизации. Они даже дали названия целым этапам развития человечества: каменный век, бронзовый век, железный век… Конечно, сейчас круг материалов, созданных и используемых в быту и технике, особенно военной, чрезвычайно широк. Однако с небольшой долей пристрастности современную эпоху можно назвать веком полимеров. В этой статье попытаемся показать, что человек взял у природы, а что придумал новое и где ее обогнал, стал делать лучше; где еще есть резервы, что природа пока еще делает лучше – это, наверное, самое интересное.

Natural and artificial constructional materials

Al.Al. Berlin, A.Y. Shaulov

Semenov Institute of Chemical Physics of RAS

[email protected]

Abstract: Materials used by man in his activities have always been playing an important and even decisive role in the development of the civilization. It is not accidental that they gave names to the whole historical epochs: Stone, Bronze, Iron Age… Modern epoch can be called the Polymer Age. In the report attempt to show that the man has taken from the nature and that he contrived himself; where he has overtaken it and began to make better and where still there are resources for search, and also that the nature for the present makes better the man.The man is ahead of the nature in many fields relating to creation of new materials. He creates number metals and alloys resistant to various loads. We use oil as a raw material and synthesize a great number of organic polymers and high-strength fibers.

Processings of various materials, especially polymeric, developed by the man have huge advantages than natural one. We created composites with record strength and heat-resistance.

At the same time, there is a considerable lag in the development of gradient structures. Plastic ceramics is still a dream of the mankind. Inorganic polymers, inorganic-organic composite materials (widespread in the nature) seem to be our future. They shall be easy to process, shall have thermal, chemical and water resistance.

Finally, we need a material, which could be used instead of oil and gas for synthesis of organic polymers and composites — it could be natural polysaccharides, cellulose, chitin, and proteins. It is necessary to develop new polymer processing methods that have less environmental impact. One more important problem (especially from ecological point of view) is reprocessing of constructional materials and subsequent use of such products.

 

Копируя природу, человек ее улучшает…

Введение

Материалы, которые использовал человек в своей деятельности, всегда играли важную, а часто и определяющую роль в прогрессе цивилизации. Они даже дали названия целым этапам развития человечества: каменный век, бронзовый век, железный век… Конечно, сейчас круг материалов, созданных и используемых в быту и технике, особенно военной, чрезвычайно широк. Однако с небольшой долей пристрастности современную эпоху можно назвать веком полимеров.
В этой статье попытаемся показать, что человек взял у природы, а что придумал новое и где ее обогнал, стал делать лучше; где еще есть резервы, что природа пока еще делает лучше – это, наверное, самое интересное.

Сравнение различных конструкционных материалов

Таблица 1. Достоинства и недостатки различных материалов.

Материал Достоинства Недостатки
Металлы
  1. Сочетание прочности и вязкости разрушения
  1. Высокий удельный вес;
  2. Чем прочней, тем хрупче;
  3. Переработка
Неорганика (керамика, стекло)
  1. Высокая прочность* и жесткость;
  2. Термостойкость;
  3. Низкий удельный вес.
  1. Хрупкость;
  2. Сложная переработка
Органические полимеры
  1. Сочетание прочности и вязкости разрушения;
  2. Эффективность переработки;
  3. Самый низкий удельный вес.
  1. Низкая термостойкость;
  2. Горючесть;
  3. Низкая окислительная и радиационная стойкость
Композиты
  1. Сочетание высокой прочности и вязкости разрушения
  1. Сложная переработка

* В данном случае мы имеем ввиду прочность бездефектных образцов. Прочность реальных тел часто определяется наличием поверхностных или внутренних дефектов.

Можно выделить четыре основных типа конструкционных материалов, которые создала природа и человек: металлы, органические полимеры, неорганические материалы (минералы, керамика, стекло и пр.) и композиты. С точки зрения их применения каждый из них имеет свои достоинства и недостатки (см. таблицу 1). Такие представления, конечно, достаточно условны, но полезны.

При разработке новых конструкционных материалов всегда приходится искать компромисс между тремя группами свойств, как это показано на рис.1.

Рис. 1. Поиск компромисса «по Крылову»

Переработка

Получение материала и его переработка в изделие – это, пожалуй, то, где человек намного опередил природу по эффективности, скорости процессов.

Природа никогда никуда не спешила! Все «изделия» делала медленно и сразу, грубо говоря, в одну стадию, получая изделие без предварительного получения полуфабриката – материала. Вторичная переработка тоже медленная, через полное разложение изделия биологическими способами.

У человека гораздо меньше времени, он должен был многое успеть за свою короткую жизнь. Сначала он просто брал готовые, сделанные природой материалы – ломал сучья у деревьев, делая например копье или лук, обрабатывал камни и дерево, да и сейчас использует природные материалы, применяя более изощренные методы переработки.

Затем научился работать с металлами – выплавлять, лить заготовки и их обрабатывать, ковать, обтачивать. Параллельно он научился работать с глиной, делать керамические изделия их обжигать.

С полимерами пришли новые чрезвычайно эффективные, с малыми энергетическими затратами способы переработки – литье, экструзия, химическое формование и пр., что, наряду с удачным сочетанием физико-меха-нических свойств, способствовало широкому их распространению. В настоящее время объемы производства полимеров уже и по весу догнали объемы производства металлов, несмотря на большую разницу в удельном весе.

Температуру переработки (плавка, литье, экструзия и пр.) определяет их теплостойкость, а именно температура плавления Тпл или температура стеклования Тст (размягчения). Для большинства веществ эти температуры связаны соотношением Тст = (0,5¸0,7)Тпл.

Для плавления трехмерных и двумерных полимеров, представляющих собой единые макромолекулы, очевидно, необходимы разрывы химических связей и температура плавления пропорциональна энергии связи (рис. 2)

Рис.2. Зависимость температуры плавления одноэлементных веществ (а) и полиоксидов (б) от энергии химической связи.

В то время как плавление линейных полимеров связано только с разрушением и перестройкой существенно менее энергоемких межмолекулярных физических взаимодействий.

Как видно плавление линейных полимеров, таких как сера, селен, теллур происходит при значительно меньших температурах и практически не зависит от энергии связи.

Температура плавления линейных полимеров определяется энергией межмолекулярных взаимодействий и жесткостью макромолекулярной цепи.

Таким образом, меняя межмолекулярные взаимодействия и жесткость цепи, мы можем достичь различной теплостойкости линейного полимера, которая сверху ограничена прочностью химических связей вдоль цепи.

В тоже время термостойкость (температура начала разложения) определяется, во-первых, энергиями связи, а, во-вторых, склонностью к окислению (материалы обычно работают на воздухе и их разложение может начинаться с реакции с кислородом воздуха). Неорганические оксиды с этой точки зрения предпочтительны, они не окисляются, не горят, да и энергии связи у них выше, чем у одноэлементных веществ и большинства органических полимеров (см. таблицу 2).

Заметим, что органические полимеры плохи еще и тем, что окись и двуокись углерода – газы, в то время как окислы большинства других элементов – твердые тела при нормальных условиях (исключение еще сера и азот).

Таблица 2. Энергии химических связей.

Гомоатомные Гетероатомные
Связь Энергия связи

кдж/моль

(ккал/моль)

Связь Энергия связи

кдж/моль

(ккал/моль)

C-C 336 (80,0) (83) B-O 499 (119,3) (115,7)*
S-S 264 (63,0) B-N 436 (104,3) (115)*
P-P 222 (53,0) C-B 420 (100)
Se-Se 210 (50,0) Si-O 373 (89,3) (106,5)*
Te-Te 205 (49,0) P-O 343 (81,7) (97,2)*
Si-Si 189 (45,0) C-O 331 (79,0)
Sb-Sb 176 (42,0) C-N 277 (66,0)
Ge-Ge 163 (39,2) As-O 270 (64,5)
As-As 163 (39,0) Al-C 258 (61,6)
N-N 155 (37,0) C-S 258 (61,5)
O-O 142 (34,0) Si-S 256 (60,9)
C-Si 241 (57,6)
C-As 229 (54,6)
N-O 155 (37,0)
C-H (81)
C-F (120)
Al-O (150)

* приведены данные из различных источников

Недавно мы начали работы в этой области и приведем несколько примеров. Во-первых, был проведен цикл исследований по фосфатным стеклам (рис.3).

Рис.3. Структура фосфатных стекол, Ме+ — K, Li, Na; Ме2+ — Mg, Ba, Ca, Zn.

В зависимости от природы и концентрации оксидов металлов в таком стекле можно в очень широких пределах варьировать температуру стеклования и, следовательно, температуру переработки такого материала. В частности, были получены гидролитически сравнительно стойкие, термостойкие (начала потери веса выше 600оС), материалы с температурой стеклования от 125оС до 1000оС и выше. Такие материалы могут перерабатываться стандартными методами переработки органических полимеров (литье, экструзия и т.д.) сами по себе или в смеси с органическими полимерами, делая их менее горючими а также изменяя другие свойства. Например, жесткость такой смеси повышается, износ при трении снижается по сравнению с исходным органическим полимером. Кроме того, водостойкость полифосфатов также зависит от природы и соотношения различных ионов металлов в них. Для каждого конкретного применения следует искать компромисс, учитывая, что возможность постепенного разложения во влажной среде может оказаться полезным свойством с экологической точки зрения, например для упаковочных материалов.

Оксид бора мы использовали как основу для другого типа неоргано-органических материалов при большом содержании (>70%) неорганического полиоксида с целью сохранения преимуществ неорганики и придания ей пластичности. Компьютерная модель макромолекулы оксида бора, содержащего обычное количество водорода (гидроксильных групп), показана на рис.4.

Рис.4. Вид макромолекулы оксида бора сбоку (а) и сверху (б).

Оксид бора имеет сравнительно низкую (для неорганических полимеров) температуру стеклования, которая может быть как уменьшена, так и увеличена модификацией различными органическими и неорганическими соединениями, в том числе полимерами (рис. 5).

Рис.5. Зависимость температуры стеклования оксида бора от концентрации модификатора (оксиды одно и двухвалентных металлов и капролактама).

Прочность и хрупкость

Остановимся теперь на сочетании прочности и пластичности (вязкости разрушения).

Для органических полимеров характерно сочетание высокой прочности с высокой ударной прочностью, трещиностойкостью. Такое же сочетание свойственно металлам, хотя природа высокой пластичности в металлах и термопластах различна. Если в первом случае она определяется свободой движений дислокаций (из-за ненаправленной химической связи), то во втором это возможность ориентационного упрочнения материала при больших деформациях в устье трещины за счет разворачивания макромолекулярных клубков; поглощение и диссипация механической энергии в тепловую при этом может обеспечиваться крейзообразованием (трещины серебра). Кроме того, образование специфических трещин, крейзов, в которых края соединены волокнами полимера (тяжами) (рис. 6), позволяет термопласту растягиваться в одном направлении без сжатия в других, не теряя несущей способности (прочности). Это облегчает его работу в сложно-напряженном состоянии в качестве матрицы в композитах и пр. Возможности ориентации и деформационного упрочнения, а также крейзообразования снижаются по мере сшивания линейного полимера (по мере увеличения густоты сетки) и теряются полностью для трехмерных полимеров типа минералов, керамик и стекол, хотя в последнем случае можно надеяться получить структуру, близкую к линейной или слабо разветвленной. С другой стороны, чем выше молекулярный вес линейного полимера, тем эффективнее процесс крейзообразования и выше вязкость разрушения, меньше хрупкость материала. Поэтому и в неорганических полимерах мы должны стремиться синтезировать высокомолекулярные соединения преимущественно линейного строения.

Рис.6. Фотографии структуры «крейзов» (трещин серебра).

Эти свойства термопластов определяют повышенную ударную прочность композитов на их основе, стойкость к распространению трещин как при статических, так и при циклических усталостных и динамических нагрузках, повышенные постударные характеристики и прочие.

Теперь о неорганических полимерах, среди которых особый интерес представляют неорганические полиоксиды, в связи с высокой энергией химических связей, негорючестью и стойкостью в окислительной среде.

Комплекс свойств этих полимеров: высокая термическая и радиационная устойчивость, негорючесть, высокие механические характеристики позволят использовать их в изделиях, работающих в экстремальных условиях, а сырьевая доступность, отсутствие летучих в процессе деструкции и возможность переработки при сравнительно низких температура, характерных для переработки обычных органических полимеров, делают этот класс неорганических полимеров чрезвычайно перспективным классом материалов.

Одной из наиболее важных задач остаётся придание им пластичности, решение которой может открыть путь к созданию пластичной керамики многоэлементных полиоксидов.

Неорганические полиоксиды могут являться альтернативой органическим полимерам, на которых уже, в основном, достигнуты предельные эксплуатационные характеристик и которые принципиально не могут обладать таким комплексом и уровнем свойств.

Как мы видели выше на примере оксидов фосфора и бора, можно регулировать температуру их переработки в широком диапазоне, модифицируя их окислами различных металлов, органическими и неорганическими соединениями. Ниже суммированы различные способы модификации, как уже проверенные экспериментально, так и перспективные.

Перспективы получения неорганических полимеров повышенной пластичности:

  1. Линейные неорганические полимеры.
  2. Пластификация низкомолекулярными неорганическими соединениями.
  3. Модификация низкомолекулярными органическими соединениями.
  4. Смеси с неорганическими каучуками.
  5. Смеси с органическими полимерами.
  6. Композиты, нанокомпозиты с волокнистыми и пластичными наполнителями.

Стоит обратить внимание на модификацию неорганических полимеров линейными органическими (п.5), поскольку таким образом (хотя и значительно сложнее) устроены кости, зубы, ракушки и другие природные конструкции.

Даже при сравнительно низкой пластичности эти модифицированные полиоксиды, как оказалось, могут быть использованы как негорючие связующие для композиционных материалов, например углепластиков (см. ниже), заменяющие обычные органические связующие — эпоксидные, полиэфирные и др. С точки зрения получения высококачественных композитов важно, что они демонстрируют прекрасную адгезию к наполнителям (даже выше, чем эпоксидные связующие).

Композиционные материалы

В большинстве гомогенных материалов, таких как металлы, керамика, стекло, полимеры наблюдается антагонизм между теплостойкостью и прочностью с одной стороны и пластичностью с другой. Например, чем более прочный металл мы создаем, тем он становится более хрупким, в нем легко распространяются трещины.

Природа нашла хороший способ частично решить это противоречие – создать композиционные материалы, представляющие собой комбинации двух или нескольких веществ, например волокна соединенные (склеенные) друг с другом в прочную монолитную структуру – стебли деревьев и растений, мышцы и т.д.

Такой материал (например, природная древесина или искусственный стеклопластик – стеклянные волокна с полиэфирным или эпоксидным связующим – клеем) может быть сделан из двух очень хрупких материалов, но при их комбинации становится совсем небьющимся, нехрупким, поскольку трещина останавливается на границе раздела фаз или поворачивает в неопасном направлении.

Следует отметить, что в живой природе практически нет гомогенных материалов, везде те или иные композиционные материалы, о чем будет сказано ниже.

История возникновения искусственных композиционных материалов восходит к истокам цивилизации, когда человек начал сознательно конструировать новые материалы. Первые упоминания об армированных строительных материалах можно найти в Библии. В Египте и Месопотамии строили речные суда из тростника, пропитанного битумом (прототип современных стеклопластиковых лодок и тральщиков). Изготовление мумий в Египте можно считать первым примером использования метода ленточной намотки (мумии обматывались лентой из ткани, пропитанной смолой). Все это происходило за тысячелетия до новой эры.

Словом, история полимерных композитов чрезвычайно стара. Однако настоящий бум в современном материаловедении возник в конце первой половины ХХ века, когда появились хорошие прочные и легкие стеклянные волокна и стеклопластики и из них начали делать планеры, а затем и многое другое.

Потом были созданы углеродные, борные, карбидокремниевые, органические полимерные и др. волокна и широкий набор разнообразных органических полимерных связующих и разработаны композиты для многочисленных применений.

Современная авиация, ракетно-космическая техника, судостроение, машиностроение немыслимы без полимерных композитов (армированных пластиков). Чем больше развиваются эти отрасли техники, тем больше в них используют композиты, тем выше становится качество этих материалов. Многие из них легче и прочнее лучших металлических (алюминиевых и титановых) сплавов, и их применение позволяет снизить вес изделия (самолета, ракеты, космического корабля) и, соответственно, сократить расход топлива. В результате сейчас в скоростной авиации используют от 7 до 25% (по весу) полимерных композитов и снижают вес изделия таким образом от 5 до 30%. Важно и то, что в отходы при изготовлении деталей из полимерных композитов идет не более 1030% материала, в то время как у аналогичных деталей из высокопрочных сплавов алюминия и титана, применяемых в авиации, отходы могут в 412 раз превышать массу изделия. Опыт применения полимерных композитов показал, что максимального выигрыша от их применения можно добиться, лишь творчески подходя к проектированию самолета или др. изделия, учитывая особенности свойств армированных пластиков и технологии их изготовления.

Простой пример. Металл – изотропный материал, свойства его одинаковы во всех направлениях, армированный пластик – анизотропный: например, прочность его вдоль волокон намного больше чем поперек. Не для всякого изделия необходим изотропный материал. Так, в простой цилиндрической трубе при внутреннем давлении напряжения вдоль и поперек трубы отличаются приблизительно в 2 раза. Поэтому выгоднее по радиусу разместить больше волокон (там больше напряжение), чем вдоль трубы. Такая конструкция называется равнопрочной и позволяет экономить материал.

Кроме того, при изготовлении деталей из полимерных композитов требуются меньшие трудовые и энергетические затраты, уменьшается количество производственных циклов, можно вместо большого количества мелких деталей и последующего их соединения болтами или сваркой сделать сразу одну большую.

В этой области человечество опередило природу, как по абсолютным значениям прочности таких материалов, так и по производительности методов получения и переработки их в изделия. Причем наилучшие результаты, в особенности, по удельной прочности (абсолютная прочность, деленная на удельный вес) сегодня получены на чисто полимерном (органическом) композиционном материале – полимерные волокна, склеенные полимерным связующем.

В качестве связующих для композитов могут использоваться не только органические полимеры, но металлы и керамика. Это позволяет значительно повысить рабочие температуры, но встречает много технологических проблем при получении материала и изготовлении изделий, что и определяет существенно меньшее распространение металло- и керамокомпозитов по сравнению с армированными пластиками.

Нужно отметить, что высокопрочные теплостойкие металлические сплавы, на самом деле, также имеют структуру композиционного материала, в котором есть армирующий металлический компонент и металлическое связующее.

Интересным примером композиционных материалов являются слоистые композиты, широко распространенные в живой природе. Так устроены, например, ракушки. Ракушка состоит на 90-95% из кристалликов карбоната кальция, склеенных небольшим количеством органического полимера (белка). Прочность на разрыв ракушки моллюска абалоне лежит в диапазоне от 100 до 300МПа, а вязкость разрушения варьируется а интервале от 3 до 7 МПа∙м0,5. Для монолитного же карбоната кальция (основного компонента указанных СК) эти величины равны 30МПа и <1 МПа.м0,5 соответственно (K.S. Vecchio, Synthetic Multifunctional Metallic-Intermetallic Laminate Composites, JOM, 2005 March, pp. 25-31). Аналогичным образом устроены панцыри черепахи, лобстера, раков, кости, зубы млекопитающих и пр.

Рис. 7. Микрофотографии ракушки абалоне и поверхности ее разрушения.

Диссипация энергии при нагружении и разрушении природных СК обусловлена следующими факторами и механизмами:

  1. Образование множества новых поверхностей в местах разлома хрупких неорганических пластин, размножение микротрещин;
  2. Изменение направления развития главных трещин при пересечении границы контакта хрупких слоев с мягкой непрочной прослойкой;
  3. Сдвиговое перемещение хрупкого слоя и отрыв его от органической пленки; образование в этих местах микрошероховатостей, увеличивающих трение;
  4. Формирование в слоях органики волокнистых структур, способствующих упругому и вязко-эластичному противодействию деформации СК;
  5. Обрыв трещин, встречающихся со слоем органической связующей компоненты.

Все это приводит к высоким значениям энергии разрушения и повышенной стойкости таких слоистых композитов к ударным нагрузкам.

Рис. 8. Зависимость напряжения от прогиба при испытании на изгиб эпоксидной смолы и композита на ее основе.

 Аналогичные результаты были получены и для слоистых полимерных композитов и пленок.

Рис. 9. Слоистый композит из двух фольг, сложенных в книжечку.

Американские исследователи (K.S. Vecchio и др.) Придумали оригинальный способ получения слоистого композита из двух металлических фольг (алюминия и титана). Фольги складываются в книжечку и помещаются в печь, где при нагреве и давлении идет реакция и получаются жесткие прочные слои алюмината титана и остается непрореагировавшие слои титана. Этот материал имеет чрезвычайно высокую ударную прочность.

Преимущества «реакционного» метода получения СК:

  1. Исходные вещества легко формуются (мягкие, пластичные фольги).
  2. В процессе синтеза образуются переходные слои и улучшается адгезионная связь слоев.
  3. Варьируя толщины и количества слоев, можно менять микроструктуру продукта, в том числе, получать градиентные материалы, приспособленные к конкретным условиям эксплуатации.
  4. Могут использоваться сравнительно мягкие условия синтеза.
  5. При охлаждении после синтеза за счет разницы коэффициентов термического расширения могут формироваться сжимающие внутренние напряжения в более хрупком компоненте (аналог напряженного железобетона).

Градиентные материалы

Большинство природных материалов отличается не только экстремально высокими физико-механическими свойствами (высокая приведенная прочность и т.п.), но входит в состав конструкций, обладающих уникальными эксплуатационными характеристиками (длительная стойкость к переменным нагрузка и т.п.). Известно, что эти материалы являются градиентными в гораздо большей степени, чем любые искусственные материалы, созданные человеком. Иными словами, в любой конструкции, образованной ими, состав и свойства соответствующего материала пространственно неоднородны, что связано с функциональным назначением данной конструкции.

Иглы таких растений, как, розы, кактусы и многие другие наряду с другими менее важными функциями выполняют основную — защищают растение от случайных или умышленных вторжений в его жизнь. В сущности близкую задачу выполняют и иглы животных и рыб. Так иглы ежей и дикобразов отлично защищают этих животных от гораздо более крупных и сильных хищников.

Определяя величину критического усилия, измеряемого путем нажатия на очень тонкий и острый кончик иглы кактуса, с ростом силы нажатия вплоть до поломки иглы, получаем чрезвычайно высокую характеристику, недоступную гомогенным иглам из достаточно прочных конструкционных металлов. То же относится к свойствам игл ежей и дикобразов.

По химическому составу материал птичьих перьев не слишком далек от материала игл и когтей диких животных – кератин является основным компонентом во всех этих случаях. Вместе с тем сильнейшая пространственная неоднородность материалов, образующих сложные конструкции различных участков птичьего пера (стебля, опахала и др. ) – первое, на что обращает внимание исследователь. По удельной прочности птичьи перья соперничают с лучшими авиационными материалами (алюминий-магниевыми сплавами и т.п.). Вместе с тем по способности выдерживать миллионы раз огромные знакопеременные деформации материалы птичьего пера, по-видимому, не имеют себе равных.

Крайне интересным является еще один вопрос, относящаяся к особенностям материала и конструкции птичьего пера. Кончик пера, выполняет роль своеобразного детектора направлений и скорости течений воздуха в пограничном слое вблизи поверхности крыла: сверх эластичный материал и конструкция этого кончика обеспечивают большой прогиб при ничтожно малых перепадах воздушного давления с разных сторон оперенной поверхности кончика. Поскольку выгнутый таким образом конец пера тормозит развитие обратных токов у поверхности крыла при больших углах атаки, птице присущи уникальные полетные характеристики, недоступные современным планерам и самолетам: полеты с закритическими углами атаки, посадка и взлет без дополнительного пробега и др.

Очевидно, здесь мы сильно отстаем от природы и имеем огромный резерв для повышения эксплуатационных характеристик искусственно созданных изделий.

Легкие пеноматериалы. Для снижения веса природа создала множество композиционных материалов, содержащих микро или макро пустоты (ячеистые материалы). Сердцевина костей, особенно у птиц, содержит крупные и мелкие пустоты, кора пробкового дерева – классический пример легкого природного пеноматериала, морская губка и стебли растений также представляют собой материалы с проникающими открытыми порами.

Человек также научился получать пеноматериалы из органических полимеров, металлов, керамики и др. материалов. Легкие теплоизоляционные материалы применяются в строительстве – навесные панели и перегородки, защитная и декоративная облицовка, рамы, в холодильниках, морозильных установках, рефрижераторах, в радиотехнике и электронике для электроизоляция узлов приборов, герметизации деталей, коаксиальных кабелей. Хорошо известны различные плавучие средства – буи, бакены, понтоны, доски для виндсерфинга, спасательные средства – плоты, пояса, спасательные жилеты, поплавки, водные лыжи. Большой объем применений в качестве упаковочных материалов. В производстве мебели, одежды, подкладок для ковров, искусственной кожи используются мягкие эластичные пеноматериалы. Амортизирующие, вибродемпфирующие, звукоизолирующие свойства позволяют использовать их в прокладках для касок, шлемах, различных глушителях и пр. Пеноматериалы с открытыми порами применяются для фильтров. В авиации широко используются трехслойные сотовые конструкции (рис.6), легкие и жесткие на изгиб. В них используется идея, аналогичная той, которую природа реализовала в костях птиц.

Рис.10. Легкая и жесткая трехслойная сотовая конструкция.

 Существует множество способов получения полимерных пен. Механическое вспенивание – смешивание полимерной или олигомерной композиции в жидком состоянии с газом при нормальном давлении с последующим охлаждением или химическим отверждением.

Насыщение жидкой композиции газом (N2, CO2, фреоны) при высоком давлении. Расплавы полимеров насыщаются газом в литьевых машинах или экструдерах, где газ под давлением до ~150 кг/см2 подается через каналы в шнеках. При впрыске в форму или выходе из экструдера давление резко сбрасывается и происходит вспенивание.

Очень распространенный метод получения – введение в полимерную композицию газообразователя, который при нагревании разлагается с образованием большого количества газообразных продуктов N2, CO2, аммиак.

Отметим очень интересную особенность пеноматериалов. Подавляющее большинство природных и искусственных материалов при одноосном сжатии расширяются в поперечном направлении, имеют положительный коэффициент Пуассона (отношение поперечной к продольной деформации с обратным знаком). Резина, например, при деформации сохраняет объем и это означает, что коэффициент Пуассона для нее равен ~0,5. Нам известен только один изотропный материал с коэффициентом Пуассона близким к нулю – это природная пробка. Она совершенно не сжимается при растяжении, поэтому и является хорошей пробкой. Человек же смог создать пену с особой структурой, которой нет в природе и которая показывает большой отрицательный коэффициент Пуассона (около –1), т.е. расширятся в поперечном направлении при одноосном растяжении. Практическое применение такого материала, насколько нам известно, еще только ищется.

Заключение

Как мы видим, человек, создавая новые материалы, во многих случаях далеко оставил позади природу, у которой учился. Так он получил металлы, которые живая природа нигде и никогда не использовала в качестве конструкционных материалов. Используя нефть в качестве сырья, человечество создало широкий ассортимент органических полимеров, высокопрочных волокон из них, прочнее паутины или других природных волокон. Это же касается и различных неорганических материалов – керамики, стекол, бетона и пр.

Созданы композиционные материалы с рекордной прочностью и теплостойкостью (например, углерод-углеродные композиты).

Огромные преимущества имеют разработанные человеком способы получения и переработки, особенно полимерных материалов.

Явное отставание наблюдается в создании градиентных материалов, их методов получения, переработки.

Пластичная керамика остается мечтой человечества. Как нам кажется, большое будущее у неорганических полимеров, неорганическо-органических композитов (в природе таких очень много). Хотелось бы, чтобы они легко перерабатывались, были высокотермостойкие, химически- и водостойкие и имели хорошее сочетание физико-механических свойств.

Наконец, нужна хорошая замена нефти и газа для синтеза органических полимеров и композитов. Очевидно, здесь в первую очередь следует иметь в виду целлюлозу и хитин, возможно белки. Нужны новые экологически более чистые, чем современные методы их переработки. В этом направлении работы, конечно, ведутся, например, разрабатываются твердофазные безрастворные методы.

Еще один важный вопрос (особенно с экологической точки зрения) вторичная переработка конструкционных материалов и использование продуктов такой переработки для получения ценных продуктов, в том числе и новых материалов.

Конечно, надо понимать, что на самом деле природные материалы –значительно сложнее и таинственнее. Они способны подавать сигналы при разрушении, например, организм чувствует боль. Природные материалы самозалечиваются, сами ремонтируются. Они могут подстраиваться к окружающей среде, прилагаемой нагрузке (smart material). Сегодня можно найти работы над искусственными материалами в этих направлениях, а кое-что уже и сделано.

Литература

  1. Промышленные полимерные композиционные материалы, ред. М. Ричардсона, М., Химия, 1980.
  2. ЖВХО им. Менделеева, 1989, т.34, №5.
  3. Ал.Ал. Берлин, С.А. Вольфсон, В.Г. Ошмян, Н.С. Ениколопян, Принципы создания композиционных материалов, М., Химия, 1990.
  4. Углеродные волокна и углекомпозиты, ред. Э. Фитцер, М., Мир, 1988.
  5. Ал. Ал. Берлин, Л. К. Пахомова, Высокомолекулярные соединения, том (А) 32, 1990, №7, стр. 1347-1382.
  6. А.В. Андреева, Основы физикохимии и технологии композитов, М. ИПРЖР, 2001.
  7. Ал. Ал. Берлин, Некоторые перспективы развития полимерных конструкционных материалов, Все материалы. Энциклопедический справочник, 2008, №2, с. 2-8
  8. Шаулов А.Ю. Берлин А.А., Неорганические и гибридные полимеры, Вcе материалы. Энциклопедический справочник, «Наука и технологии» № 9, С. 22–32, № 10, С. 3-5 (2011).
  9. Yu. Shaulov, A.A. Berlin, Low-softening inorganic polyoxides as polymer components of materials, Recent Res. Devel. Polymer Science, 11(2012): 21-76. ISBN: 978-81-7895-538-4.
  10. Kenneth S. Vecchio, Synthetic Multifunctional Metallic-Intermetallic Laminate Composites, JOM, 2005 March, p. 25
  11. Jianfeng Wang, Qunfeng Cheng, Zhiyong Tang, Layered nanocomposites inspired by the structure and mechanical properties of nacre, Chem. Soc. Rev., 2012, 41, 1111–1129.
  12. А.А. Берлин, Ф.А. Шутов, Химия и технология газонаполненных высокополимеров, М., Наука, 1980.
  13. А.С. Штейнберг, С.А. Бостанджиян, Г.А. Вишнякова, А.Ф. Беликова, Доклады Академии наук, 1999, том 369, №5, с. 621-624.
  14. Rothenburg, Al.Al.Berlin, R.J.Bathurst, Microstructure of isotropic materials with negative Poisson,s ratio, Nature,1991, v.354, №6353, p.470.

Природные и искусственные материалы для дорожек

Среди большого разнообразия покрытий для дорожек можно выделить три основные группы: твёрдые, мягкие и, так называемые, специальные покрытия.

Твёрдые покрытия, такие как брусчатка, плитка, кирпич, спил, натуральный камень и клинкер, используют на основных дорожках и такие покрытия, как правило, занимают большую часть на участке. Какой материал выбрать зависит в первую очередь от назначения дорожки, от средств, которыми Вы располагаете, ну и конечно, от вкусовых предпочтений. Самым дешёвым и популярным сейчас материалом является брусчатка. Она относительно долговечна, прочна, декоративна и проста в укладке. Плитка хороша своей декоративностью и многообразием цветов и фактур, но недостаточно прочна. Кирпич также со временем трескается и ломается, при укладке кирпичной дорожки, её необходимо фиксировать по бокам (например бордюром из того же кирпича) для более долгой службы. Плюсами такого покрытия являются дешевизна и конечно то, что такая дорожка в дождливую погоду будет сухой, без луж. Большой популярностью пользуются такие покрытия, как натуральный камень и спил. Естественно натуральные материалы всегда в моде и многие отдают им предпочтение. Натуральный камень был в почёте всегда. Этот материал один из самых надежных и долговечных. Он превосходно смотрится и позволяет воплощать огромное количество идей по форме и рельефу дорожки. Спил также очень долговечный материал, отличается высокой прочностью и влагостойкостью. Для дорожного покрытия обычно используется спил лиственницы или берёзы. Клинкерный кирпич — это самое дорогостоящее на сегодняшний день покрытие. Клинкер имеет различные формы и огромный выбор цветов. Этот материал имеет очень высокую прочность, а также не впитывает влагу, благодаря чему дорожка остаётся сухой.  

Мягкие покрытия: галька, мраморная крошка, гравий, опилки (мульча), песок, недавно стали применять такой материал как скорлупа кедрового ореха — она обладает бактерицидными свойствами, обычно применяют на второстепенных дорожках. Это сыпучие материалы, они просты в укладке, но не долговечны. Отработанный материал растительной насыпки (опилки, скорлупа кедрового ореха) в последствии можно использовать как удобрение на участке, собрав его в компостную яму. А на его место просто осуществляется подсыпка нового слоя.

К специальным покрытиям относят:
декоративный бетон — он производится уже на месте укладки, толщина такой дорожки может быть разной (от 50 до 200 мм), в зависимости от её назначения. Благодаря использованию красителей, с виду этот бетон может быть как натуральное покрытие, но прочность его не соизмерима. Он устойчив к морозам, к дождям, не скользит и устойчив к агрессивным кислотно-щелочным средам.
Экопарковка или газонные решётки — сотовидные пластмассовые панели. Решётка засыпается плодородной землей и засевается газонной травосмесью. Тут хорошо использовать спортивную травосмесь, дорожную, универсальную или садово-парковую.
Резиновые покрытия — чаще всего используются на игровых или детских площадках. Они прочные, изготовлены с применением экологически чистых материалов и травмобезопасные. После игры на такой площадке коленки вашего ребенка будут целы.

Урок химии ПРИРОДНЫЕ И ИСКУССТВЕННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Урок химии ПРИРОДНЫЕ И ИСКУССТВЕННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Разнообразие материалов. В своей жизни человек использует большое количество продуктов и  изделий,  которые  производятся  из  различных  материалов.  Некоторые  материалы  дают  нам  рас-

тения и животные, другие мы добываем из недр земли. Такие при- родные материалы иногда называют натуральными.

Многие вещи и изделия сделаны из материалов, получаемых  на промышленных предприятиях. Их называют искусственными (синтетическими).

С каждым годом количество искусственных материалов, ис- пользуемых в быту и технике, увеличивается. В этой связи совре- менный период можно назвать веком искусственных материалов, а именно полимеров (пластмасс).

Один из широко используемых искусственных материалов – нейлон. Из него делают одежду, ковровые изделия, теннисные ракетки, рыболовные сети    и другие изделия. Нейлон был впервые получен в 1938 г. в США учеными из Нью-Йорка и Лондона. Название материала составлено из первых букв этих городов Ny и Lon.

 

Преимущества и недостатки природных и искусственных ма- териалов. Разные материалы имеют абсолютно разные свойства. Если, например, дерево хорошо подходит для  изготовления  мебе- ли, то кузов автомобиля мы из него сделать не сможем. Для его изготовления нужна оцинкованная сталь.

Все природные материалы очень важны в нашей повседневной жизни. Но и созданные учеными искусственные материалы помо- гают производить много полезных веществ (рис. 58). Преимуще- ства искусственных веществ в том, что в них сразу закладываются необходимые свойства.

 

 

Одежду из какой ткани лучше всего надевать?

Õлопковые ткани – это широко известные ситец, фланель, са- тин и др. Хлопок обладает рядом безусловных преимуществ: летом в нем не жарко, зимой – не холодно. Он хорошо пропускает воз- дух и приятен телу. Недостатком хлопковых тканей можно считать

96

 

 

 

 

 

Рис. 57. Преимущества и недостатки природных

и искусственных материалов

 

то, что они очень сильно линяют (особенно ярких и темных цве- тов) и легко мнутся. По этой причине хлопок иногда обрабатывают специальными химическими веществами. Ткань линяет и мнется   в меньшей степени, однако такая обработка может вызвать аллер- гическую реакцию кожи.

Совет. Покупайте не обработанный химией хлопок, но лучше светлых тонов. В этом случае риска аллергии нет, и краски не блек-  нут после первой же стирки.

Приведите примеры, доказывающие преимущества и недостатки мате- риалов, показанных на рис. 57. Объясните, с чем это связано.

 

Синтетические ткани. Что касается синтетики, современные технологии не стоят на месте. Каждый год в магазины поступает одежда из новых и уже полюбившихся синтетических тканей – вискозы, микрофибры, акрила, флиса и др.

Вискоза. Ее получают из древесной целлюлозы химическим пу- тем. Очень многие считают, что это натуральная ткань. Вероятно потому, что вискоза обладает многими свойствами, характерными для натуральных материалов: не вызывает аллергию, хорошо про- пускает воздух, приятна на ощупь. Однако есть и недостатки: бы- стро изнашивается, ткань легко рвется, особенно в мокром состоя- нии, и сильно мнется.

7–3482  97

 

 

 

 

 

Рис. 58. Маркировка изделий

 

Совет. Лидерские позиции по объему производства сейчас проч- но заняли смешанные ткани, содержащие и натуральные, и син- тетические волокна одновременно. Это позволяет удачно сочетать экологичность, гигиеничность натуральных тканей и практичные свойства синтетики.

При покупке одежды необходимо прежде всего ознакомиться

с ее маркировкой (рис. 58).

По рис. 58 перечислите, какие сведения о товаре содержит маркировка изделий. Определите, из каких материалов состоит ткань одежды. Пере- числите правила ухода за ней.

 

 

Вопросы и задания

1.            Дайте определения ключевым понятиям темы.

2.            Перечислите природные материалы, используемые в строительстве

и прокладке автомобильных дорог.

3.            Чем различается мебель с обивкой из натуральной и искусственной кожи? Что понимают под экологичностью материала?

4.            Объясните, почему производство искусственных материалов поможет сохранить леса. Ответ обоснуйте, обсудите в группе и оцените.

98

Материалы искусственные — Энциклопедия по машиностроению XXL

По мере появления прогрессивных способов и совершенствования химической технологии начинают создаваться некоторые искусственные материалы, не уступающие, а в ряде случаев и превосходящие по качеству природные материалы. Искусственные материалы постепенно теряют значение только заменителей. Их удельный вес в структуре химических материалов возрастает.  [c.192]

Для изготовления автоэмиссионных катодов в подавляющем большинстве случаев используют массивные искусственные углеродные материалы. Искусственные углеродные материалы получают из органических веществ, которые в процессе деструкции способны давать коксовый остаток — твердый углеродный продукт.  [c.25]


Ситаллы стеклокристаллические материалы) — искусственный материал на основе неорганического стекла, получаемый путем полной или частично управляемой кристаллизации в них.  [c.358]

Полимерные пластические материалы — искусственные материалы, получаемые на основе природных или синтетических высокомолекулярных полимеров при нагреве путем формования в размягченном состоянии под давлением и с последующим переходом в твердое состояние сформованной массы при дальнейшем ее нагревании (термореактивные) или охлаждении (термопластичные). В инженерной практике такие материалы называются пластмассами.  [c.361]

Магнезиальный цемент можно применять также для изготовления штукатурных растворов, теплоизоляционных материалов, искусственного мрамора, искусственных жерновов и некоторых других изделий.  [c.81]

К числу волокнистых электроизоляционных материалов относятся главным образом материалы органического состава как растительного (дерево, хлопчатобумажное волокно, бумага и пр.), так и животного происхождения (шелк) и получаемый искусственным путем посредством химической переработки различных материалов (искусственный шелк различных видов). Обычные органические волокнистые электроизоляционные материалы отличаются невысокой нагревостойкостью (в непропитанном состоянии класс У, Б пропитанном класс А). В тех случаях, когда надо иметь высокую рабочую температуру изоляции, которую органические волокнистые материалы состава обеспечить не в состоянии, применяют неорганические волокнистые материалы на основе асбеста и стеклянного волокна.[c.107]

Волокнистые материалы представляют собой отдельный класс гетерогенных систем с особенностями структуры. За редким исключением волокнистые материалы искусственного происхождения и поэтому их можно считать композиционными материалами. Отличительной чертой волокнистых систем является значительная вытянутость волокон, нитей или прядей (отношение длины к размерам поперечного сечения достигает 400 и более).  [c.131]

Термопластичные смолы находят широкое применение в производстве пластмасс, эластичных пленок, лакокрасочных материалов, искусственного волокна.  [c.31]

Измельчение в шаровых мельницах наиболее удобно применять для твердых и хрупких материалов, например чугунной стружки, углеродистой стали, ферросплавов. Иногда хрупкость придается измельчаемому материалу искусственным путем, например насыщением железного порошка водородом при электролизе, приготовлением специальных хрупких сплавов (например, лигатурные сплавы Ре—А1, N1—А1) и т. п.  [c.22]

В промышленности используются главным образом искусственные абразивные материалы искусственный корунд или электрокорунд АЬОз (Э и ЭБ) карборунд Si (КЧ и КЗ) карбид бора В4С и синтетические алмазы (СЛ).  [c.328]


К абразивным материалам искусственного происхождения относятся синтетический алмаз, эльбор, электрокорунд, карбид кремния (карборунд) и карбид бора.  [c.196]

Углеграфитовые материалы — искусственный графит, получаемый из нефтяного кокса. Связующим материалом, при изготовлении аппаратов, деталей, труб и плиток — служит каменноугольная смола, арза-мит и др. вяжущие. Способы получения и физикохимия химически стойких неметаллических материалов подробно изложены в книге проф. И. Я. Клинова Коррозия химической аппаратуры и коррозионностойкие материалы .  [c.235]

Под навесами хранят метлахские плитки, изразцы, шифер, черепицу, асфальт, различные битумные материалы, искусственные стеновые материалы (соломит и др. ). Площадка навеса должна удовлетворять тем же требованиям, что и обычная открытая площадка.  [c.143]

Круглая резьба применяется также в тех случаях, когда по способу обработки нецелесообразно применение профильной, например для жести, стекла, керамических материалов, искусственных смол. Так как несущая часть круглых резьб по DIN 405 очень мала, они не приспособлены для передачи больших усилий и перемещений.  [c.282]

При выборе конструкции футеровки следует особое внимание уделять обеспечению непроницаемости защитного покрытия, так как большинство материалов (искусственные силикатные материалы, вяжущие на жидком стекле, непропитанный графит) в той или иной степени проницаемы.  [c.286]

Добавляя связующие вещества, из волокнистых и порошковых материалов получают теплоизоляционные плиты, блоки, кирпичи. В последнее время широкое распространение получили искусственно вспученные материалы из застывшей пены (пенопласты, вермикулит, пенобетоны и т. д.), обладающие хорошими теплоизоляционными свойствами из-за их большой пористости.  [c.102]

Если в машиностроении большинство изделий выполняется из металла, то в строительстве объекты, как правило,состоят из частей, выполненных из различных материалов, как естественных, так и искусственных. На фасадах условные изображения строительных материалов показывают отдельными участками у контура. Если на чертеже невозможно выполнить условные графические обозначения материалов по стандарту, применяют обычную штриховку или сплошную заливку тушью.  [c.388]

Зерна абразивных инструментов представляют собой искусственные НЛП природные минералы и кристаллы. Абразивные материалы отличаются высоко твердостью, которая определяется по минералогической шкале. Зерна абразивов разделяют по крупности на группы И номера. Основная характеристика номера зернистости — количество и крупность его основной фракции. При изготовлении инструмента зерна скрепляются друг с другом с помощью цементирующего вещества — связки, Наиболее широко применяют инструменты, изготовленные на керамической, бакелитовой или вулканитовой связке.[c.363]

Для изготовления абразивных хонинговальных брусков использу-Ю1 различные искусственные абразивные материалы электрокорунд, карбид кремния (карборунд), эльбор (кубический нитрид бора) и др. Алмазные бруски дают несколько лучшие результаты. Главное их достоинство — высокая стойкость, в десятки раз превышающая стойкость абразивных брусков.  [c.228]

Искусственные силикатные материалы  [c.367]

ИСКУССТВЕННЫЕ СИЛИКАТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ, ИЗГОТОВЛЯЕМЫЕ МЕТОДАМИ ПЛАВЛЕНИЯ  [c.367]

Свойства искусственных силикатных материалов, получаемых полным расплавлением сырья  [c.368]

Необходимо отметить, что принципы обеспечения в материалах искусственной анизотропии механических свойств используются также при создании гомогенных или гетерогенных квазислоистых материалов, предложенных ИЭС им. Е.О. Патона АН УССР. Эти материалы представляют промежуточный класс между многослойными составными и плакированными монолитными материалами.[c.16]

Керметы керамико-метамические материалы) — искусственные материалы, получаемые спеканием металлических и керамических порошков, сочетающие свойства металлов и керамических веществ. Изделия из керме-та — детали турбин и авиационных двигателей, режущий инструмент и др.  [c.339]

ОС пленочных материалов, искусственных кож и изделий из них ЦНИИПИК Руководитель Козлов С.Н.  [c.39]

СТЕКЛОКЕРАМИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ — искусственные камни, в к-рых сочетаются в различных соотношениях стекловидная и кристаллич. фазы. Св-ва С. м. зависят от св-в, соотношения и взаимного распределения фаз. С. м. изготовляют по керамич. и по стекольной технологии, что обусловлено тесной связью, существующей между стеклом и керамикой и процессами стекольного и керамич. произ-в. Образование керамич. материалов происходит спеканием компонентов шихты, а стекла — их плавлением. Вследствие того, НТО в процессе спекания накапливается нек-рое количество жидкой фазы, в керамич, материалах наряду с кристаллич. фазой содержится также стекло. С другой стороны, стекло может быть в большей или меньшей степени закристаллизовано. Для получения С. м. с необходимыми св-вами как в случае использования стекольной технологии, так и керамич. метода применяют особые технологич. приемы, обеспе-чиваюш,ие нужное соотношение и составы стекловидной и кристаллич. фаз, а также структуру материала. При использовании керамич. метода таким приемом является синтез и подготовка кристаллич. фазы и введение в спекаемую смесь порошка стекла специально выбранного состава. Такой метод носит название метода стеклоцементного связывания, а получаемые материалы наз. стеклоцементной керамикой (см. Кри-сталлокерамика). Получение С. м. по стекольной технологии заключается в изготовлении стеклянных изделий обычными методами и затем кристаллизации их нагреванием по определ. режимам. В основе лежат процессы каталитич. кристаллизации стекла, отличающиеся тем, что при нагревании в стекле создаются фазовые границы раздела, способствующие образованию большого числа центров кристаллизации во всей массе стекла. Большое число центров кристаллизации обусловливает образование в результате кристаллизации мелкозернистой однородной структуры и, следовательно, получение материалов высокого качества. Образование фазовых границ раздела достигается в процессе термообработки стекла или в результате введения добавок (Си, Ли, Ag, Pt и др.), выделяющихся в массе стекла в тонкодисперсном состоянии или в результате выбора составов стекол, способных к микроликвации, значение к-рой состоит, по-видимому, fje только в создании границ раздела, но и в образовании микрофаз с высокой кристал-  [c.265]


Значительное расширение ассортимента искусственных кож произошло с пуском в строй таких гигантов отечественного автомобилестроения, как Волжский и Камский автозаводы. Именно тогда значительно улучшилось художественно-эстетическое оформление этих материалов, их органолептические свойства. Производство искусственных кож с большим набором рисунков печати, тиснений, отделок кардинально расширило возможности конструкторов при разработке интерьера автомобиля. Хотя в последние годы все больше для обивки автомобилей применяются текстильные материалы, искусственные кожи прочно занимают первое место по объему их потребления среди прочих интерьерных материалов.  [c.219]

В дисперсноупрочненные композиционные материалы искусственно вводят мельчайшие равномерно распределенные туго-  [c.231]

Во-первых, применением технологическ[1Х способов, которым свойственна непрерьшность. Например, непрерывное рафинирование и разливка стали получение металлических труб из ленты или колец и втулок из ленты или трубы получение штучных металлических деталей, заготовок зубчатых колес, металлорежущего инструмента, шаров и пр. методом поперечно-винтовой прокатки применение метода экструзии, т. е. непрерывного выдавливания через фасонные отверстия (фильеры) металлов, резины, пластмасс, пищевых продуктов. Получение и обработка в виде бесконечной ленты металла, древесно-слоистых пластиков, пластмасс, линолеума, искусственной кожи, нетканых материалов, прессование с помощью валков и т. д.  [c.579]

В твердых монолитных телах перемещение макроскопических объемов относительно друг друга невозможно, поэтому теплота переносится в них только теплопроводностью Однако при нагреве, сушке зернистых материалов (геска, зерна и т.д.) очень часто искусственно организуют перемешивание. Процесс теплопереноса при этом резко интенсифицируется и физически становится похожим на конвективный теплопезенос в жидкостях.  [c.69]

К неметаллическим материалам относятся естественные ма-гериалы (древесина, глина, песок и др.) и искусственные материалы (стекло, бетой, войлок, резина, пластмассы и др.).  [c.125]

Формовочные материалы — это совокупность природных и искусственных материалов, используемых для приготовления формовочных и стержневых смесей. В качестве исходных материалов используют формовочные кварцевые пески и литейные формовочные ГЛ1П1Ы, Глины обладают связующей способностью и термохимической устойчивостью, что позволяет получать отливки без пригара. Если глина не обеспечивает необходимых свойств смесей, применяют различные связующие материалы. Кроме того, используют противопригарные добавки (каменноугольную пыль, графит), защитные присадочные материалы (борную кислоту, серный une i) и другие добавкн.  [c.131]

Однако вибрации при обработке можно использовать так, чтобы они положительно влияли на процесс резания и качество обработанных поверхностей, в частности применять вибрационное резание особенно труднообрабатываемых материалов. Сущность вибрационного резания состоит в том, что в процессе обработки создаются искусственные колебания инструмента с регулируемой частото и заданной амплитудой в определенном направлении. Источниками искусственных колебаний служат механические вибраторы или высокочастотные генераторы. Частота колебаний 200—20 ООО Ги, амплитуда колебаний 0,02—0,002 мм. Выбор оптимальных амплитуд и частоты колебаний зависит от технологического метода обработки и режима резания. Колебания задают по направлению подачи или скорости резания.  [c.274]


учёные предлагают создавать искусственные органы из природных материалов — РТ на русском

Короткая ссылка

Дмитрий Фёдоров

Американские учёные предлагают использовать для создания искусственных органов природные материалы, такие как яичная скорлупа, тофу, листья шпината. По мнению исследователей, подобное сырьё дешевле, экологичнее, долговечнее и с ним проще работать. Однако для внедрения метода потребуется разработка необходимых регламентов и протоколов, проверка множества материалов на безопасность и биосовместимость.

  • Джузеппе Арчимбольдо. «Лето»
  • © Francis G. Mayer/Corbis/VCG via Getty Images

Исследователи из Массачусетского университета (США) изучили возможности по использованию различных природных материалов для создания искусственных органов, пригодных для трансплантации. При 3D-печати живого органа сначала создаётся несущая структура, или матрица, на которой потом могут расти собственные живые клетки пациента. Сейчас эту несущую структуру печатают на 3D-принтерах с нуля из редких и дорогостоящих компонентов. Вместо этого американские учёные предлагают использовать материалы, встречающиеся в природе. Об этом сообщает журнал Trends in Biotechnology.

Исследователи заявляют, что высокая цена материалов, из которых делается каркас органа для трансплантации, а также достаточно длительное время, необходимое для 3D-печати такого каркаса, иногда заставляют врачей отказываться от операции.

Для ускорения и удешевления процесса учёные решили обратиться к природным материалам, строение которых хорошо подходит для этой задачи. Так, исследователи из Вустерского политехнического института (США) обнаружили, что структура прожилок на листе шпината очень напоминает структуру сосудов человеческого сердца. Удалив из листьев клетки шпината, они получили каркас, или матрицу для выращивания сердечной ткани.

  • В новом подходе к тканевой инженерии для создания имплантов нетрадиционные материалы соединяются в пробирке с молекулами организма
  • © Nguyen and Camci-Unal/Trends in Biotechnology

Учёные также экспериментировали с другими природными материалами. Выяснилось, что некоторые из них обладают дополнительными полезными свойствами. Так, матрица, сделанная из тофу (соевого белка), облегчает заживление ран, а включение в состав несущей основы искусственного органа порошка из яичной скорлупы ускоряет восстановление костей и нервов, так как в яичной скорлупе содержится много кальция.

«Некоторые новые методы тканевой инженерии могут быть весьма дорогостоящими, другие требуют долгой и тщательной оптимизации для создания трёхмерных основ для имплантатов. Мы обращаемся к природе в поисках уже существующих материалов и пытаемся узнать, как они могут быть применены в регенерации тканей. Главным образом мы стремимся упростить процесс и использовать легкодоступные материалы, которые были бы совместимы с тканью», — говорит главный автор работы доктор Гулден Камчи-Унал.

Исследователи также указывают на экологичность нового метода. Впрочем, учёные отмечают, что все их эксперименты пока проводились только в лабораторных условиях, а попытки испытать новые технологии на животных и человеке потребуют разработки необходимых регламентов и протоколов, а также тщательной проверки на безопасность и биосовместимость большого количества веществ.

Ошибка в тексте? Выделите её и нажмите «Ctrl + Enter»Добавьте RT в список ваших источниковРанее на эту тему:

Природные материалы

Лагурус или зайцехвост относится к однолетним злаковым растениям. Ценится за декоративность, неприхотливость в выращивании, устойчивость к заболеваниям и вредителям.   В высоту достигает около 60 см, встречаются низкорослые виды высотой до 10-15 см. Цветение длится в течение всего ле..

55.00 р.

Лагурус или зайцехвост относится к однолетним злаковым растениям. Ценится за декоративность, неприхотливость в выращивании, устойчивость к заболеваниям и вредителям.   В высоту достигает около 60 см, встречаются низкорослые виды высотой до 10-15 см. Цветение длится в течение всего ле..

55.00 р.

Лагурус или зайцехвост относится к однолетним злаковым растениям. Ценится за декоративность, неприхотливость в выращивании, устойчивость к заболеваниям и вредителям.   В высоту достигает около 60 см, встречаются низкорослые виды высотой до 10-15 см. Цветение длится в течение всего ле..

55.00 р.

Лагурус или зайцехвост относится к однолетним злаковым растениям. Ценится за декоративность, неприхотливость в выращивании, устойчивость к заболеваниям и вредителям.   В высоту достигает около 60 см, встречаются низкорослые виды высотой до 10-15 см. Цветение длится в течение всего ле..

55.00 р.

Лагурус или зайцехвост относится к однолетним злаковым растениям. Ценится за декоративность, неприхотливость в выращивании, устойчивость к заболеваниям и вредителям.   В высоту достигает около 60 см, встречаются низкорослые виды высотой до 10-15 см. Цветение длится в течение всего ле..

55.00 р.

Лагурус или зайцехвост относится к однолетним злаковым растениям. Ценится за декоративность, неприхотливость в выращивании, устойчивость к заболеваниям и вредителям.   В высоту достигает около 60 см, встречаются низкорослые виды высотой до 10-15 см. Цветение длится в течение всего ле..

55.00 р.

Лагурус или зайцехвост относится к однолетним злаковым растениям. Ценится за декоративность, неприхотливость в выращивании, устойчивость к заболеваниям и вредителям.   В высоту достигает около 60 см, встречаются низкорослые виды высотой до 10-15 см. Цветение длится в течение всего ле..

55.00 р.

Лагурус или зайцехвост относится к однолетним злаковым растениям. Ценится за декоративность, неприхотливость в выращивании, устойчивость к заболеваниям и вредителям.   В высоту достигает около 60 см, встречаются низкорослые виды высотой до 10-15 см. Цветение длится в течение всего ле..

55.00 р.

Лагурус или зайцехвост относится к однолетним злаковым растениям. Ценится за декоративность, неприхотливость в выращивании, устойчивость к заболеваниям и вредителям.   В высоту достигает около 60 см, встречаются низкорослые виды высотой до 10-15 см. Цветение длится в течение всего ле..

55.00 р.

Сизаль — это один из древнейших материалов, которые традиционно используют для изготовления сетей, канатов и щеток. Сегодня сизаль все чаще воспринимают не как практичный, а исключительно как декоративный материал, а скорость его распространения в качестве подручного материала в среде дизайнеров ..

85.00 р.

Сизаль — это один из древнейших материалов, которые традиционно используют для изготовления сетей, канатов и щеток. Сегодня сизаль все чаще воспринимают не как практичный, а исключительно как декоративный материал, а скорость его распространения в качестве подручного материала в среде дизайнеров ..

85.00 р.

Сизаль — это один из древнейших материалов, которые традиционно используют для изготовления сетей, канатов и щеток. Сегодня сизаль все чаще воспринимают не как практичный, а исключительно как декоративный материал, а скорость его распространения в качестве подручного материала в среде дизайнеров ..

85.00 р.

Сизаль — это один из древнейших материалов, которые традиционно используют для изготовления сетей, канатов и щеток. Сегодня сизаль все чаще воспринимают не как практичный, а исключительно как декоративный материал, а скорость его распространения в качестве подручного материала в среде дизайнеров ..

85.00 р.

Сизаль — это один из древнейших материалов, которые традиционно используют для изготовления сетей, канатов и щеток. Сегодня сизаль все чаще воспринимают не как практичный, а исключительно как декоративный материал, а скорость его распространения в качестве подручного материала в среде дизайнеров ..

85.00 р.

Сизаль — это один из древнейших материалов, которые традиционно используют для изготовления сетей, канатов и щеток. Сегодня сизаль все чаще воспринимают не как практичный, а исключительно как декоративный материал, а скорость его распространения в качестве подручного материала в среде дизайнеров ..

85.00 р.

Натуральные и синтетические материалы: урок для детей — видео и расшифровка урока

Природные материалы

Натуральные материалы — это материалы, встречающиеся в природе и не созданные человеком, такие как растения, камни и вода.

Возьмем, к примеру, апельсин. Апельсины не были созданы людьми, они растут естественным образом на апельсиновых деревьях. Апельсины содержат кое-что очень полезное для вас — витамин С. Если вы едите апельсин, вы получаете витамин С из его естественного источника — апельсина.Однако знаете ли вы, что ученые также могут производить витамин С синтетическим путем?

Синтетические материалы

Синтетические материалы созданы человеком и не встречаются в природе. Синтетические материалы — это такие вещи, как пластик, которые могут быть созданы путем объединения различных химических веществ или готовых соединений и веществ в лаборатории.

Давайте вернемся к нашему разговору о витамине С. Ученые могут комбинировать различные химические вещества и получать собственный витамин С в лаборатории.Поскольку этот витамин С не поступает из его природного источника, апельсина, а производится в лаборатории, мы называем его синтетическим витамином С.

Различия

Чтобы помочь вам понять разницу между натуральными и синтетическими материалами, давайте подробнее рассмотрим несколько примеров.

Хотя многие из нас могут думать, что натуральное всегда лучше синтетического, эта идея широко обсуждается. Чтобы увидеть обе стороны этой проблемы, давайте сравним хлопок, натуральное волокно, с нейлоном, синтетическим волокном.

Представьте, что вы хотите купить рубашку и выбираете между хлопковой и нейлоновой. Доказано, что нейлон прочнее и долговечнее хлопка. Поскольку это искусственный материал, вредителям, таким как жуки и мотыльки, не нравится его вкус. Они предпочитают есть натуральные материалы, такие как хлопок. Таким образом, нейлоновая рубашка прослужит дольше, чем хлопковая.

Однако многие считают, что хлопок более удобен и естественен на ощупь. Кроме того, поскольку хлопок является натуральным волокном, он гораздо более биоразлагаем, чем нейлон.Итак, вы понимаете, почему это такая горячо обсуждаемая тема!

Итоги урока

Давайте повторим. Натуральные материалы — это те материалы, которые встречаются в природе и не были созданы человеком. Для сравнения, синтетических материалов созданы человеком и не встречаются в природе. Синтетические продукты обычно создаются в лабораториях путем смешивания различных химических веществ или готовых соединений и веществ, изготовленных в лаборатории.

Природные ресурсы и синтетические материалы | Глава 6: Химическое изменение

  • Обсудите в классе термины «синтетический» и «натуральный».»

    Объясните, что в науке «синтетический» материал — это материал, в котором исходные вещества химически изменены для получения материала с другими характеристиками. Типичный пример — пластик. Чтобы сделать это, нефть обрабатывается и химически изменяется, чтобы в конечном итоге стать пластиком. Ряд химических реакций, которые используются для превращения природных ресурсов в синтетические продукты, называется химическим синтезом .

    Чтобы сделать «натуральный» продукт, природный ресурс не подвергается химическим изменениям.Например, деревянный стул. Он более натуральный, чем синтетический, потому что его форма была изменена, но материал по-прежнему остается деревом. Стекло немного сложнее классифицировать, но его можно считать натуральным материалом. Это происходит из песка, который был расплавлен, а затем охлажден. Молекулы, из которых состоит стекло, остались такими же, как и в песке.

    Скажите учащимся, что все продукты сделаны из природных ресурсов. «Натуральные» продукты изготавливаются из природных ресурсов , таких как древесина и песок.«Синтетические» продукты также производятся из природных ресурсов. Например, синтетический материал пластик производится из нефти, которую выкачивают из земли. Нефть является природным ресурсом.

    Спросите студентов:

    • Как натуральные, так и синтетические продукты производятся из природных ресурсов. Объясните, почему это утверждение верно.
      Если вы проследите, из чего что-то сделано достаточно давно, вы обнаружите, что все вещества, используемые для изготовления этого продукта, происходят из нашего мира.Первоначально они могут происходить от растений, животных или земли.
    • Как определить, что что-то следует классифицировать как синтетическое?
      И синтетические, и натуральные продукты изготавливаются из природных ресурсов, которые люди могут изменить по сравнению с той формой, в которой они находились в природе. Но синтетические продукты обрабатываются и изменяются химически людьми для получения нового вещества с другими характеристиками.

    Примечание. Значение слова «синтез» в слове «фотосинтез»
    Студенты могут быть знакомы с термином синтез от слова фотосинтез .Возможно, вы разбили это слово на фото и синтез , чтобы объяснить процесс, посредством которого растения используют энергию солнца для синтеза сахара из углекислого газа и воды. При таком использовании синтез представляет собой естественный процесс, происходящий в зеленых растениях и других организмах с хлорофиллом. Но для целей этого урока термин синтез и синтетический материал используется для обозначения того, что люди используют химические процессы для создания или синтеза нового материала.

    Предложите идею о том, что ученые могут синтезировать соединение, которое также можно найти в природе.

    Покажите видео профессора Дейва, Заставят ли меня взорваться синтетические витамины?

    Спросите студентов:

    • Является ли витамин D, который вырабатывается нашей кожей под воздействием солнечных лучей, натуральным или синтетическим?
      Когда мы находимся на солнце и наш организм вырабатывает витамин D, этот витамин считается естественным.Но точно такое же соединение, произведенное на фабриках, которое вы можете купить в виде витаминной таблетки, считается синтетическим.
    • Почему ученым может быть полезно синтезировать соединение, которое можно найти в природе?
      Если по какой-то причине вы не можете получить соединение из природного источника, может быть полезно использовать синтетическую, но идентичную версию. Если добыча предмета в природе слишком дорога или чрезмерный сбор может нанести ущерб окружающей среде или разрушить среду обитания, может быть лучше синтезировать соединение.

    Объясните учащимся, что хотя витамин D можно найти в природе, тот факт, что ученые создают его с помощью химических процессов, делает его синтетическим. Таким образом, можно создать синтетическое вещество, идентичное существующему в природе. Эта идея особенно важна для студентов, которые будут работать над темой синтетических лекарств в исследовательской части этого урока.

  • Представьте исследовательский проект, который будут выполнять учащиеся, и поручите или предложите учащимся выбрать синтетический продукт для изучения.

    Объясните учащимся, что они будут выполнять исследовательский проект, чтобы узнать о синтетическом продукте. Они будут читать различные онлайн-статьи, смотреть информационные видеоролики и пользоваться библиотечными ресурсами. Студенты попытаются найти ответы на следующие три наводящих вопроса:

    1. Какие природные ресурсы используются для производства синтетического продукта?
    2. Какие химические процессы используются для производства синтетического продукта?
    3. Каковы отрицательные и положительные последствия для общества производства и использования синтетического продукта по сравнению с производством и использованием более натурального продукта с аналогичной функцией?

    Поручите или предложите учащимся выбрать синтетический продукт, который они будут исследовать и о котором будут сообщать, из списка ниже.Решите, будут ли студенты работать в группах или индивидуально.

    Синтетические продукты

    • Полиэтиленовый пакет
    • Пластиковая бутылка
    • Одноразовый подгузник
    • Синтетическое волокно/ткань (полиэстер, нейлон или вискоза)
    • Кевлар
    • Искусственный подсластитель
    • Синтетическое топливо (Synfuel)
    • Синтетический каучук
    • Хлорохин (лекарство от малярии)
    • Таксол (лекарство от рака)
    • Физостигмин (препарат от глаукомы)
    • Аспирин

    Примечание. Для каждого синтетического продукта даны ссылки на онлайн-ресурсы.Этот список приведен в конце этого урока. Вы можете дать учащимся одну или несколько таких ссылок, чтобы помочь им начать исследование. Студенты могут также использовать другие ресурсы, онлайн или нет, которые они находят. Если у вас есть учащиеся, использующие ресурсы, которые они находят самостоятельно, напомните им, чтобы они учитывали автора и цель автора в предоставленной информации.

  • Объясните, что на уроке в классе будет моделировать исследование, которое учащиеся будут проводить на синтетическом продукте.

    Скажите учащимся, что перед тем, как приступить к своему исследовательскому проекту, они изучат и создадут свой собственный синтетический продукт — гелевого червя. Объясните, что если бы это был настоящий желевидный червь для еды, в него были бы добавлены подсластители, витамины и фруктовые ароматизаторы. Тем не менее, цель этого урока — узнать о химическом синтезе, поэтому учащиеся сосредоточатся на химических веществах, которые участвуют в химической реакции, а не на ароматизаторе. Кроме того, поскольку это научная лаборатория, студенты не должны пробовать или есть гелевого червя.

    Объясните, что вы предоставите информацию о синтетическом гелевом червяке, организованную вокруг трех наводящих вопросов. Типы информации, которую вы предоставляете в классе, послужат моделью того, что студенты будут искать при исследовании своего синтетического продукта.

    Напомните учащимся, что вопросы следующие:

    1. Какие природные ресурсы используются для производства синтетического продукта?
    2. Какие химические процессы используются для производства синтетического продукта?
    3. Каково отрицательное и положительное воздействие производства и использования синтетического продукта на общество по сравнению с производством и использованием более натурального продукта с аналогичной функцией?
  • Расскажите о веществах, используемых для изготовления гелевого червя, и объясните, что они получены из природных ресурсов.

    Вопрос 1: Какие природные ресурсы используются для производства синтетического продукта?

    Скажите учащимся, что они определенным образом соединят два раствора, чтобы сделать одного гелевого червя. Ингредиентами раствора, которые вступают в химическую реакцию, являются альгинат натрия и хлорид кальция. Оба они обычно используются в пище для улучшения ее текстуры.

    Альгинат натрия

    Показать иллюстрацию Бурые водоросли
    Из какого природного ресурса получают альгинат натрия?
    Альгинат натрия производится из бурых водорослей, называемых ламинариями, которые в диком виде растут в океане.Его собирают и перерабатывают для получения альгината натрия.

    Что делают с водорослями, чтобы получить альгинат натрия?
    Морские водоросли нарезают и смешивают с водой, чтобы получился густой гель. Затем его разбавляют большим количеством воды и фильтруют. Смесь выпаривают и дополнительно обрабатывают для получения порошка альгината натрия.

    Хлорид кальция

    Показать иллюстрацию Известняк
    Из какого природного ресурса получают хлорид кальция?
    Хлорид кальция производится из известняка, который является обычной горной породой, которую добывают.

    Что делают с известняком для получения хлорида кальция?
    Известняк реагирует с соляной кислотой или хлоридом натрия, чтобы получить хлорид кальция.

  • Предложите учащимся сделать червя из синтетического геля, смешав растворы альгината натрия и хлорида кальция.

    Дайте каждому учащемуся лист с заданиями .

    Учащиеся записывают свои наблюдения и отвечают на вопросы о задании в листе задания.Разделы «Объясните это с помощью атомов и молекул» и «Возьми это» Дальнейшие разделы рабочего листа будут выполняться в классе, в группах или индивидуально, в зависимости от ваших инструкций. Посмотрите на учительскую версию листа с заданиями, чтобы найти ответы.

    Вопрос 2: Какие химические процессы используются для изготовления синтетического продукта?

    Всем классом учащиеся проведут следующую практическую работу, чтобы ответить на вопрос о химическом синтезе. При исследовании своего синтетического продукта студенты не будут проводить химический синтез.Вместо этого они должны выяснить в целом, как производится продукт. Цель занятия с гелевыми червями — дать учащимся пример химического синтеза.

    Примечание. Напомните учащимся, что они не могут попробовать или съесть синтетического гелевого червя. Убедитесь, что учащиеся вымыли руки после выполнения этого задания.

    Вопрос для изучения
    Почему гель-червь, изготовленный из растворов хлорида кальция и альгината натрия, считается синтетическим продуктом?

    Материалы для каждой группы

    • Раствор хлорида кальция в маленькой чашке
    • Раствор альгината натрия в маленькой широкой чашке
    • Одна пипетка
    • Бумажные полотенца

    Подготовка учителей для всех групп

    1. Поместите ½ чайной ложки хлорида кальция в чашку.Добавьте 25 мл воды и перемешайте до растворения хлорида кальция. Поместите около ½ чайной ложки раствора хлорида кальция в небольшую чашку для каждой группы.
    2. Поместите ¼ чайной ложки порошка альгината натрия в пластиковую бутылку. Подойдет пустая одноразовая пластиковая бутылка для воды на 8 унций с плотно закрывающейся крышкой.
    3. Осторожно добавьте 50 мл воды во флакон с альгинатом натрия. Плотно закройте бутылку и энергично встряхивайте в течение примерно 30 секунд.
    4. Добавьте еще 50 мл воды в бутыль с раствором альгината натрия.Необязательно: добавьте одну каплю пищевого красителя. Плотно закройте флакон и снова встряхните.
    5. Налейте одну столовую ложку (15 мл) раствора альгината натрия из флакона в порционный или широкий пластиковый стаканчик для каждой группы.

    Процедура для студентов

    1. С помощью пластиковой пипетки добавьте около 10 капель раствора хлорида кальция в центр чашки с раствором альгината натрия.
    2. Дотянитесь до центра раствора (куда вы положили хлорид кальция) и осторожно и медленно вытащите гелевого «червя».»
    3. Положите «червя» на бумажное полотенце.

    Ожидаемые результаты

    Учащиеся смогут вытащить из чашки длинную желеобразную нить (червяка) или каплю.

    Примечание. Напомните учащимся не пробовать на вкус и не есть гелевого червя. Скажите учащимся, что они сделали синтетического гелевого червя, но настоящие гелевые черви производятся с использованием другого процесса и других ингредиентов.

    Спросите студентов

    • Какими были растворы хлорида кальция и альгината натрия, когда ваш учитель впервые дал их вам?
      Раствор хлорида кальция был прозрачным и бесцветным.Это было очень похоже на воду. Раствор альгината натрия также был прозрачным и бесцветным, но казался более густым.
    • После того как вы добавили раствор хлорида кальция в раствор альгината натрия и начали вытягивать из центра, как растворы изменились?
      Вместо того, чтобы течь как жидкость, химическая реакция заставила его выйти из чашки в виде геля.
    • Считаете ли вы гелевого червя синтетическим продуктом? Почему или почему нет?
      Гелевый червь является синтетическим продуктом, потому что он был изменен химически и теперь имеет совсем другие свойства, чем растворы альгината натрия и хлорида кальция, которые использовались для его изготовления.

    Очистка
    В конце урока попросите учащихся вылить растворы хлорида кальция в канализацию с большим количеством воды или в соответствии с местными правилами. Избыток раствора альгината натрия и гель-червей следует выбрасывать вместе с классным мусором. Предложите учащимся вымыть руки после уборки.

  • Объясните химический процесс сшивания, который используется для изготовления синтетического гелевого червя.

    Продолжение вопроса 2. Какие химические процессы используются для изготовления синтетического продукта?

    Скажите учащимся, что в своих исследованиях они должны искать следующие подсказки о химическом процессе(ах), используемом(ых) для производства их синтетического продукта:

    • Можете ли вы определить одну или несколько молекул, участвующих в производстве продукта?
    • Происходит ли одна или несколько химических реакций?
    • Нагреваются ли вещества?
    • Вещества, находящиеся под давлением
    • Используется ли спецтехника?
    • Изменился ли метод за эти годы?

    Объясните, что вы продолжите использовать гелевого червя в качестве примера, чтобы показать классу информацию, которую им следует искать, чтобы ответить на второй вопрос при исследовании собственного синтетического продукта.

    Это объяснение касается следующего:

    • Можете ли вы определить одну или несколько молекул, участвующих в производстве продукта?
    • Происходит ли одна или несколько химических реакций?

    Спроектируйте иллюстрацию Полимер альгината натрия.

    Вот две модели молекулы альгината натрия. Одна из них представляет собой шаростержневую модель, показывающую все атомы: 6 атомов углерода (черный), 7 атомов кислорода (красный), 9 атомов водорода (белый) и 1 положительный ион натрия (фиолетовый).Другая — гораздо более простая модель, использующая форму шестиугольника почти для всей молекулы и маленький кружок для положительного иона натрия. Обратите внимание, что в обеих моделях ион натрия имеет положительный заряд, а место, где он связан с молекулой, имеет отрицательный заряд. Многие молекулы альгината натрия связаны вместе, образуя длинную молекулу, называемую полимером. Обратите внимание учащихся на то, что каждая молекула перевернута по сравнению с соседней.

    Спроектировать иллюстрацию Сшивающий альгинат натрия.

    Чтобы увидеть, что происходит при добавлении хлорида кальция, нам нужно использовать как минимум две полимерные цепи альгината натрия.

    При смешивании раствора альгината натрия и раствора хлорида кальция положительные ионы кальция замещают положительные ионы натрия. Поскольку ионы кальция имеют два положительных заряда, ионы кальция связываются с отрицательным участком двух молекул альгината натрия и создают «поперечную связь» между двумя цепями. Многие химические реакции сшивания заставляют альгинат натрия загустевать и превращаться в гель.

    Объясните, что, поскольку конечный продукт химически отличается от исходных веществ, произошел химический синтез и гель-червь представляет собой синтетический материал

    Сообщите учащимся, что они, возможно, не смогут найти такой уровень детализации о химическом процессе, используемом для производства их синтетического продукта. Однако им следует попытаться найти что-нибудь о молекулах или характеристиках материалов до и после процесса, в ходе которого синтезируется их продукт.

  • Объясните влияние на общество производства и использования синтетического продукта по сравнению с производством и использованием более натурального продукта с аналогичной функцией.

    Вопрос 3: Каково отрицательное и положительное влияние производства и использования синтетического продукта на общество по сравнению с производством и использованием более натурального продукта с аналогичной функцией?

    Предложите учащимся представить, что желейных червей можно массово производить с фруктовыми ароматизаторами, витаминами и минералами для изготовления синтетических фруктовых закусок.Объясните, что вы будете использовать идею гелевого червя массового производства в качестве примера, чтобы показать классу информацию, которую им следует искать при исследовании воздействия их синтетического продукта.

    Скажите учащимся, что в своих исследованиях они должны искать следующие виды экологических, социальных и экономических воздействий, возникающих в результате производства и использования их синтетического продукта. Им также следует сравнить эти воздействия с последствиями производства и использования менее синтетических/более натуральных альтернатив с аналогичной функцией.Студенты должны рассмотреть следующие вопросы:

    • Используемые природные ресурсы являются возобновляемыми или невозобновляемыми?
    • На что влияет:
      • Сбор, добыча или сбор природных ресурсов?
      • Обработка природных ресурсов перед их использованием для производства конечного продукта?
      • Производство конечного продукта?
    • Каково положительное влияние на общество использования конечного продукта?

    Подумайте о влиянии производства закусок из синтетических гелевых червей по сравнению с производством кусочков настоящих фруктов.

    Возобновляемый или невозобновляемый?

    И альгинат натрия, и хлорид кальция являются природными ресурсами. При рассмотрении наших ресурсов важно учитывать, являются ли они возобновляемыми или невозобновляемыми ресурсами. Если учащиеся не знакомы с этими терминами, познакомьте их сейчас. Объясните, что возобновляемые ресурсы пополняются в результате естественных процессов за достаточное время, чтобы удовлетворить потребность. Например, деревья являются возобновляемыми ресурсами, а нефть — нет.Обычно использование возобновляемых ресурсов имеет меньше негативных последствий, потому что ресурс можно пополнить.

    Возобновляемые и невозобновляемые
    Природные ресурсы, используемые для приготовления каждой закуски
      Основной ингредиент(ы) Природные ресурсы, используемые для изготовления каждого Возобновляемый?
    Почему или почему нет?
    Гелевый червь Альгинат натрия Бурые водоросли Возобновляемый, потому что водоросли размножаются в течение нескольких лет.
    Хлорид кальция Известняк Не восстанавливается, потому что известняк — это горная порода, на формирование которой ушли миллионы лет.
    Ломтики свежих фруктов Фрукты Фруктовое дерево, вода, и питательные вещества почвы Возобновляемые, потому что можно сажать новые деревья, дождь дает воду, а хорошие методы ведения сельского хозяйства могут пополнять почву питательными веществами.

    Последствия изготовления синтетической желеобразной закуски для червей

    • Альгинат натрия
      Бурые водоросли собирают в океане в дикой природе. Это дом и пища для морских существ. Сбор бурых водорослей в океане может повлиять на другие организмы в экосистеме. Переработка морских водорослей в альгинат натрия требует энергии и приводит к образованию отходов, которые необходимо контролировать.
    • Хлорид кальция
      Придется добывать известняк.Для этого требуется оборудование, которое потребляет энергию и загрязняет окружающую среду. При переработке известняка для производства хлорида кальция образуются отходы, которые необходимо контролировать.
    • Производство гелевых червей
      Массовое производство гелевых червей на заводе требует оборудования и энергии.
    • Положительные воздействия
      Людям (в основном детям) нравится их есть.

    Последствия изготовления кусочков настоящих фруктов

    • Выращивание и уход за фруктовыми деревьями
      Подготовьте землю, используя крупногабаритную технику.Это использует энергию и увеличивает загрязнение. Удобряйте и поливайте деревья. Некоторые удобрения могут быть загрязнителями при попадании в озера и реки. В некоторых районах воды может быть меньше, чем в других. Возможным загрязнителем может быть использование пестицидов.
    • Сбор и нарезка фруктов
      Сбор урожая вручную не загрязняет окружающую среду, но сбор урожая с помощью машин требует энергии и увеличивает загрязнение. Нарезка фруктов на кусочки размером с закуску, вероятно, будет производиться машиной, которая потребляет энергию и увеличивает загрязнение окружающей среды.
    • Положительные воздействия
      Людям нравится есть нарезанные фрукты. Свежие фрукты содержат витамины и питательные вещества, необходимые для хорошего здоровья.

    Заключение

    • Настоящие фрукты, вероятно, полезнее и могут иметь меньше негативных последствий. Но если бы синтетические фруктовые закуски можно было делать с витаминами, другими питательными веществами и небольшим количеством сахара, они могли бы стать возможной альтернативой кусочкам настоящих фруктов.

    Примечание: В зависимости от того, какой синтетический продукт выбирают учащиеся, информация, которую они находят для ответов на вопросы, может различаться по степени детализации и полноте.

  • Предложите учащимся изучить свой синтетический продукт, используя ресурсы Интернета и библиотеки.

    Направление исследований студентов

    Обсудите с учащимися важность отслеживания информации, которую они находят, оценки надежности источников, которые они используют, и правильного цитирования источников. Возможно, у вас уже есть ресурсы для студентов по правильному цитированию и оценке надежности источников. Ниже мы собрали несколько образцов.

    Примечание. В зависимости от того, какой синтетический продукт выбирают учащиеся, информация, которую они находят для ответов на вопросы, может различаться по степени детализации и полноте.

    Изучение аспектов синтетических материалов, природных ресурсов, способов производства продуктов и влияния производства на общество может быть сложной задачей для учащихся. Студентам может быть трудно найти релевантные, надежные и понятные веб-сайты. Студентам может понадобиться существенное руководство для проведения исследований в Интернете.Мы предоставили несколько рекомендуемых веб-сайтов в качестве отправной точки для студенческих исследований. Используйте свой собственный опыт, а также опыт школьной библиотеки и медиацентра, чтобы помочь учащимся найти полезный материал.

    Основные цели студенческих исследований

    После того, как учащиеся ознакомятся с продуктом, который они будут исследовать, напомните им, чтобы они искали следующую информацию:

    1. Какие природные ресурсы используются для производства синтетического продукта?
    2. Какие химические процессы используются для изготовления синтетического продукта?
    3. Каково отрицательное и положительное влияние производства и использования синтетического продукта на общество по сравнению с производством и использованием более натурального продукта с аналогичной функцией?

    Предложите учащимся использовать результаты своего исследования, чтобы сделать вывод о том, перевешивают ли положительные стороны отрицательные стороны.Если им потребуется дополнительная информация, чтобы принять это решение, попросите студентов определить, что им нужно знать.

    Примечание. Учащимся может быть сложно найти подробную и конкретную информацию о некоторых аспектах природных ресурсов, производственных процессах и влиянии их синтетических материалов и продуктов на общество. Предложите учащимся получить как можно больше информации, чтобы понять основы ресурсов, которые идут на создание продукта, общий процесс его изготовления, а также положительное и отрицательное влияние производства и использования продукта на общество.

    Следующий список предназначен для того, чтобы учащиеся могли сравнить воздействие синтетического продукта на общество с более натуральным продуктом с аналогичной функцией.

    Продукты с аналогичными функциями (более синтетические/более натуральные)

    • Пластиковый пакет/ бумажный пакет
    • Пластиковый контейнер/ Стеклянный контейнер
    • Одноразовый подгузник/ Тканевый подгузник
    • Синтетическое волокно и ткань (полиэстер, нейлон или вискоза) / Хлопковое, шелковое или шерстяное волокно и ткань
    • Кевлар/ Сталь
    • Искусственный подсластитель/сахар
    • Синтетическое топливо (Synfuel)/ нефть
    • Синтетический каучук/ Натуральный каучук
    • Хлорохин (лекарство от малярии)/ кора хинного дерева
    • Таксол (лекарство от рака)/ Кора тиса
    • Физостигмин (лекарство от глаукомы)/ Калабарские бобы
    • Аспирин/ Кора ивы

    Следующие веб-сайты могут помочь учащимся начать исследование своего синтетического продукта.

    Пластиковые пакеты

    Пластиковые бутылки

    • Американский химический совет, Основы: определение и свойства полимеров
    • Thomasnet.com, Производство пластиковых бутылок
    • Объясните это!, Стекло
    • Воздействие на окружающую среду, воздействие производства стекла на окружающую среду
    • The Vermont Juice Co., стекло против пластика
    • Упаковка мира, пластик против стекла — почему пластиковые контейнеры лучше
    • Washington Post, Почему стеклянные банки не обязательно лучше для окружающей среды, чем пластиковые банки
    • Академия питания и диетологии, Правильное питание, Стеклянные контейнеры против пластиковых
    • Общественное вещание штата Орегон, что зеленее? Это не то, что вы ожидаете

    Одноразовые подгузники

    Синтетическое волокно и ткань (полиэстер, нейлон, вискоза)

    • ChemMatters, нейлон
    • FiberSource, краткая история производства волокон
    • Объясните это, нейлон
    • Science360, Изготовление ткани: профиль из нейлона
    • Смитсоновский институт, Как 75 лет назад нейлоновые чулки изменили мир
    • Как производятся продукты, Район
    • Текстильная биржа, Процесс производства вискозы
    • Объяснение химии, волокна
    • Как работают вещи, почему хлопок лучше впитывает влагу, чем нейлон?
    • четверт.нам, что такое полиэстер?
    • Детали для шитья онлайн, хлопок и полиэстер
    • Сравнение материалов: хлопок и полиэстер

    Кевлар

    Искусственный подсластитель

    • ChemMatters, The Skinny о подсластителях: как они работают?
    • ChemMatters, Искусственные подсластители
    • Scientific American, Сахар и искусственные подсластители
    • CNN, Настоящий или поддельный сахар: имеет ли значение?
    • Discovery Communications, Seeker, искусственный подсластитель оставляет послевкусие окружающей среды
    • Американское химическое общество, экологические науки и технологии, Искусственный подсластитель сохраняется в окружающей среде
    • Всемирный фонд дикой природы, Устойчивое сельское хозяйство — сахарный тростник
    • Откройте для себя, Химия искусственных подсластителей

    Синтетический каучук

    Синтетическое топливо

    Таксол (лекарство от рака)

    Физостигмин (препарат от глаукомы)

    Хлорохин (лекарство от малярии)

    Кортизон (лекарство от артрита)

    Аспирин

  • Предложите учащимся сделать рекламу, постер, короткое видео, статью или другой материал о своем синтетическом продукте.

    Студенческие проекты должны отвечать на следующие вопросы.

    • Какие природные ресурсы используются для производства синтетического продукта?
    • Какие химические процессы используются для изготовления синтетического продукта?
    • Каково отрицательное и положительное влияние производства и использования синтетического продукта на общество по сравнению с производством и использованием более натурального продукта с аналогичной функцией?

    Предложите учащимся использовать результаты своих исследований, чтобы сделать вывод о том, какой продукт будет лучшим выбором для общества.

  • Сравнение синтетических материалов и природных ресурсов

    Если вы считаете, что контент, доступный с помощью Веб-сайта (как это определено в наших Условиях обслуживания), нарушает одно или более ваших авторских прав, пожалуйста, сообщите нам, предоставив письменное уведомление («Уведомление о нарушении»), содержащее в информацию, описанную ниже, назначенному агенту, указанному ниже. Если университетские наставники примут меры в ответ на ан Уведомление о нарушении, он предпримет добросовестную попытку связаться со стороной, предоставившей такой контент средства самого последнего адреса электронной почты, если таковой имеется, предоставленного такой стороной Varsity Tutors.

    Ваше Уведомление о нарушении может быть направлено стороне, предоставившей контент, или третьим лицам, таким как так как ChillingEffects.org.

    Обратите внимание, что вы будете нести ответственность за ущерб (включая расходы и гонорары адвокатов), если вы существенно искажать информацию о том, что продукт или деятельность нарушают ваши авторские права. Таким образом, если вы не уверены, что содержимое находится на Веб-сайте или на который ссылается Веб-сайт, нарушает ваши авторские права, вам следует сначала обратиться к адвокату.

    Чтобы подать уведомление, выполните следующие действия:

    Вы должны включить следующее:

    Физическая или электронная подпись владельца авторских прав или лица, уполномоченного действовать от его имени; Идентификация авторских прав, которые, как утверждается, были нарушены; Описание характера и точного местонахождения контента, который, как вы утверждаете, нарушает ваши авторские права, в \ достаточно подробно, чтобы преподаватели университета могли найти и точно идентифицировать этот контент; например, мы требуем а ссылку на конкретный вопрос (а не только название вопроса), который содержит содержание и описание к какой конкретной части вопроса — изображению, ссылке, тексту и т. д. — относится ваша жалоба; Ваше имя, адрес, номер телефона и адрес электронной почты; а также Заявление от вас: (а) что вы добросовестно полагаете, что использование контента, который, как вы утверждаете, нарушает ваши авторские права не разрешены законом или владельцем авторских прав или его агентом; б) что все информация, содержащаяся в вашем Уведомлении о нарушении, является точной, и (c) под страхом наказания за лжесвидетельство вы либо владельцем авторских прав, либо лицом, уполномоченным действовать от их имени.

    Отправьте жалобу нашему назначенному агенту по адресу:

    Чарльз Кон Varsity Tutors LLC
    101 S. Hanley Rd, Suite 300
    St. Louis, MO 63105

    Или заполните форму ниже:

     

    Натуральные и синтетические полимеры — Центр Гельфанда

    Полимеры бывают двух видов: синтетические и натуральные. Синтетические полимеры получают из нефтяного масла и производят ученые и инженеры.Примеры синтетических полимеров включают нейлон, полиэтилен, полиэстер, тефлон и эпоксидную смолу. Природные полимеры встречаются в природе и могут быть извлечены. Часто они на водной основе. Примерами встречающихся в природе полимеров являются шелк, шерсть, ДНК, целлюлоза и белки.

    В предыдущем разделе, посвященном сетчатым полимерам, мы упоминали вулканизированный каучук и пектин. Вулканизированный каучук представляет собой синтетический (искусственный) полимер, а пектин является примером природного полимера.

    Каучук можно найти в природе и собрать в виде латекса (молочной жидкости) с нескольких видов деревьев.Натуральный каучук, полученный из древесного латекса, по существу представляет собой полимер, состоящий из звеньев изопрена с небольшим процентом примесей. Каучук также может быть изготовлен (синтезирован) человеком. Синтетический каучук можно получить путем полимеризации различных мономеров, в том числе изопрена.

    Натуральный каучук неудобен в обращении (липкий), не обладает хорошими свойствами и долговечностью (гниет). Обычно его вулканизируют — процесс, при котором резину нагревают в присутствии серы, чтобы улучшить ее упругость, эластичность и долговечность.Синтетический каучук предпочтительнее, потому что различные мономеры можно смешивать в различных пропорциях, что приводит к широкому диапазону физических, механических и химических свойств. Мономеры могут быть получены в чистом виде, а добавление примесей или добавок может регулироваться конструкцией для получения оптимальных свойств.

    Вулканизация, также называемая отверждением, представляет собой химический процесс, используемый в резиновой промышленности, при котором отдельные полиизопреновые цепи соединяются с другими полиизопреновыми цепями химическими связями (см. последовательность реакций ниже).Фактическое химическое сшивание обычно выполняется с помощью серы, но есть и другие технологии, которые также можно использовать. Вулканизация — необратимый процесс, как выпечка торта. Обычно мягкие и упругие молекулы каучука соединяются вместе, в результате чего получается более твердый материал с большей прочностью и химической стойкостью. Вулканизация изменяет поверхность материала с очень липкой на гладкую, мягкую поверхность, которая не прилипает к металлическим или пластиковым подложкам.

    Источник: www.chemistrydaily.com.

    Пектин представляет собой полимер с длинной цепью, состоящий из пектиновой кислоты и молекул пектиновой кислоты (см. структуру ниже). Поскольку эти кислоты являются сахарами, пектин называют полисахаридом. Его получают из кожуры цитрусовых и остатков яблок. В растении/плоде пектин представляет собой материал, соединяющий растительные клетки вместе.

    Источник: www.cybercolloids.net.

    Цепочки пектина образуют сеть, поскольку некоторые сегменты цепей пектина соединяются вместе путем кристаллизации, образуя трехмерную сеть, в которой удерживаются вода, сахар и другие материалы.Образование геля вызывается физическими или химическими изменениями, которые имеют тенденцию снижать растворимость пектина, что способствует образованию мелких локализованных кристаллов. Наиболее важным фактором, влияющим на склонность пектина к гелеобразованию, является температура.

    При охлаждении горячего раствора, содержащего пектин, движение молекул уменьшается, а их склонность к объединению в гелевую сеть увеличивается. Эта способность делает пектин хорошим загустителем для многих пищевых продуктов, таких как желе и джемы.Если в смеси достаточно сахара, пектин образует твердый гель.

    Наука: Материалы

    Наука: Материалы

    Наука

    Материалы и их свойства.

    Мы воспринимать многие материалы вокруг нас как должное. Каждый день мы используем вещи без очень много о них знаю. На этом занятии мы собираемся классифицировать материалы на две группы. Природные и искусственные .

    Натуральный материалы

    Эти материалы, которые находятся вокруг нас.Возможно, нам придется выкопать их из измельчать, выращивать или брать у живых существ

    Эти некоторые из природных материалов вокруг нас, которые мы используем каждый день :

    Древесина

    Дерево очень полезно для нас. Древесину можно разрезать на разные формы. Это трудно носить. Он в изобилии (легко достать), достаточно дешев и очень привлекателен.

    Думай некоторых способов, которыми мы используем древесину каждый день

    Есть является недостатком использования дерева.Чтобы вырастить деревья, нужно много лет. Мы режем срубить деревья, которые действительно следует оставить в покое. Помнить каждое дерево является домом для чего-то?

    Много сейчас деревья высаживают, чтобы их вырубить, чтобы остались естественные леса.

    Кожа

    Кожа получают из шкур животных. Это очень полезно для изготовления износостойкой одежды и туфли.

    Масло

    Нефть Нефть является одним из наших самых ценных ресурсов. Нашлось под землей и должен быть выведен из глубины земли Мы очень зависим от нефти, нефть используется для поддержания транспортной системы. движущийся.Он используется для производства бензина и даже необходим для производства мыла! Нефть используется для производства пластмасс.

    Сейчас оглянитесь вокруг и посмотрите, сколько пластика рядом с вами. Представьте, какое месиво пластик есть в мире. Вы видите, сколько нефти нам нужно.

    Нефть масло — не единственное масло, которое мы используем. Мы можем получить масла из растений (подсолнечное масло, оливковое масло, масло грецкого ореха. Все эти масла полезны для нас.

    Уголь

    Уголь является ценным топливом для нас. Уголь добывают из подземных шахт. Мы используем уголь, чтобы поддерживать работу наших электростанций и обеспечивать нас электричество.

     

    Хлопок и шелк

    Мы выращивать хлопок на растениях, чтобы делать себе одежду. Шелк берется из коконы мотыльков и пряли в очень хороший материал для одежды.

     

    Железо

    Железо выкапывается из земли. Мы используем железо для строительства прочных зданий.

    Искусственные (синтетический) синтетический

    Мы может использовать многие природные материалы и, работая с ними, превращать их в техногенные вещества.

    Мы все уже говорили о том, что нефть (натуральную) превращают в пластик (искусственный).

    Здесь еще немного:

    Песок (естественные) нагреваются и превращаются в стекло (искусственные). Кремниевый чип внутри этот компьютер сделан из песка.

    Дерево (естественный) превращенный в бумагу (искусственный).

    Масло (натуральный) из нейлона (искусственный).

    Есть — это огромное количество искусственных веществ, которые мы используем каждый день.

    Помнить если мы изменим их на что-то другое, они будут созданы человеком.

     

    Здесь это список материалов, вы можете сказать, какие из них натуральные?

    Нажмите натуральные материалы

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    Дерево естественно. Молодец

    Возврат к таблице

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    Извините бумага химическая (из дерева)

     

    Возврат к таблице

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    Колодец сделанный мел натуральный.

     

    Возврат к таблице

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    Извините стекловолокно сделано руками человека.

     

    Возврат к таблице

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    Колодец Готово.Шелк натуральный

    Возврат к таблице

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    Колодец Готово. Кожа натуральная.

     

    Возврат к таблице

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    Колодец Готово.Масло натуральное

     

    Возврат к таблице

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    Колодец Готово. Золото — природный металл

     

    Возврат к таблице

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    Колодец Готово.Уголь натуральный.

     

    Возврат к таблице

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    Извините пластик искусственный.

     

    Возврат к таблице

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    Извините нейлон искусственный.

     

    Возврат к таблице

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    Извините, Район искусственный.

     

    Возврат к таблице

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    Колодец Готово.хлопок натуральный.

    Возврат к таблице

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    Колодец песок натуральный

     

    Возврат к таблице

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    Колодец Готово.Олово – природный металл.

    Возврат к таблице

    Колодец что почти охватывает природные и искусственные материалы. Как ты это сделал?

    Здесь снова стол, а натуральные материалы выделены жирным шрифтом.

    Древесина

    Кожа

    Нейлон

    Бумага

    Масло

    Район

    Мел

    Золото

    Хлопок

    Стекловолокно

    Уголь

    Песок

    Шелк

    Пластик

    Олово

    Хорошо удача

    Возврат до вершины

    Синтетические и натуральные материалы для реконструкции и кровли

    От еды в продуктовом магазине до популярных строительных материалов — все натуральное! Но что вообще означает натуральный, и всегда ли он лучше для реконструкции или кровли? Как ваш главный подрядчик и специалист по ремонту кровли, мы поможем вам открыть для себя преимущества натуральных материалов и то, что отличает их от синтетических материалов.

    В MasterCraft Contracting LLC мы считаем, что лучший выбор строительных материалов — это материалы, которые лучше всего соответствуют вашим потребностям и ожидаемому использованию. Мы кровельный подрядчик и ремонтник с богатым опытом, который вдохновляет на обслуживание, которое мы предлагаем клиентам. Иногда натуральные материалы, такие как кафельный пол или глиняная кровля, лучше всего подходят для ваших нужд, но во многих случаях синтетические материалы могут обеспечить вам большую долговечность и отдачу от затраченных средств.

    • Натуральное не всегда означает лучшее, даже когда дело доходит до реконструкции.
    • Мы можем установить красивый паркет, натуральный и из дерева, но все это все еще требует искусственных инструментов, машин, приспособлений, клеев и т. д.
    • Синтетические материалы изготавливаются в основном из натуральных материалов.
    • Синтетика сочетает в себе инструменты и ресурсы с человеческой изобретательностью для создания совершенно новых веществ, более подходящих для специализированного применения в строительстве!
    • Мы предлагаем натуральные и синтетические варианты замены кровли, такие как глиняная черепица и битумная черепица.

    Синтетическое или натуральное: что подходит именно вам?

    Натуральные материалы, такие как дерево или камень, несомненно, привлекают внимание. У них есть естественные вариации, которые создают более изысканную текстуру с ощущением жизни. Но те уникальные вариации, которые делают их особенными, могут также иметь более высокую цену или создавать структурную нагрузку на некоторые дома. Больше вариаций в натуральном материале означает, что производителям приходится устранять больше недостатков в процессе производства. Для процесса реконструкции и кровли под руководством экспертов, которые могут упростить синтетические материалы по сравнению с искусственными.естественные дебаты, позвоните или заполните нашу онлайн-форму запроса!

    • В то время как большинство соглашается с изысканным внешним видом натуральных материалов, синтетические материалы более подходят для некоторых целей из-за их однородности и предсказуемых характеристик, что делает их более устойчивыми к некоторым природным элементам или видам износа.
    • Синтетика иногда очищает более «естественно», чем натуральные материалы!
    • Синтетические напольные покрытия, такие как виниловые доски, легко очищаются натуральным раствором яблочного уксуса, смешанного с водой.
    • Синтетика разработана так, чтобы быть более устойчивой к некоторым природным элементам или видам износа.
    • Виниловая обшивка очень устойчива к плесени и влаге, идеально подходит для подсобных помещений!

    Имена обманчивы! Что «естественно», а что нет?

    Давным-давно, до середины 19 века, большинство строительных и кровельных материалов изготавливались из того, что мы бы назвали «натуральными» материалами. Однако это, конечно, не обязательно делало эти дома лучше, чем современные дома.За последнее столетие произошли значительные инновации в области строительных материалов и технологий. Благодаря современным технологиям и инновациям мы можем пользоваться преимуществами синтетических материалов там, где это необходимо, и смешивать их с натуральными материалами для получения законченного вида с отличной функциональностью и ощущением. Вы можете получить лучшее из обоих миров, если выберете подходящие материалы по правильным причинам!

    Сырье: натуральное, синтетическое и искусственное

    Сегодня я здесь, чтобы прояснить любые неправильные представления об этих трех словах, которые вы, возможно, слышали в отношении сырья, используемого в парфюмерной промышленности: натуральный, синтетический, искусственный.

    Натуральное сырье, используемое в парфюмерии, такое как апельсин, берется непосредственно из апельсинового дерева. Апельсиновая корка подвергается методу экстракции, известному как холодное прессование, при котором кожура подвергается механическому прессованию для получения эфирного масла апельсина, которое содержит различные молекулы.

    В том же примере можно использовать синтетическое сырье для представления молекул эфирного масла апельсина. С помощью инструментов и механизмов органической химии мы можем узнать точный состав эфирного масла апельсина и попытаться восстановить его, используя синтетически созданное в лаборатории сырье, которое точно такое же, как и в природе.

    Искусственное сырье — это синтетически созданные молекулы, не существующие в природе. Эти молекулы могут иметь лучший ароматический профиль, чем существующие в настоящее время молекулы, содержать уникальные абстрактные ароматы или иметь большую субстантивность.

    Теперь вы должны задаться вопросом, плохо ли использовать синтетические молекулы вместо натуральных экстрактов сырья? Ответ — нет!

    Натуральное сырье может показаться безвредным, но оно может содержать аллергены и канцерогены, которых можно избежать, используя синтетические молекулы.По решению Международной ассоциации парфюмерии (IFRA) многие молекулы полностью запрещены или ограничены определенным количеством в композиции. В настоящее время в парфюмерной формуле принято использовать около 85% синтетического сырья для создания основы духов и использовать около 15% натуральных материалов, чтобы подчеркнуть аромат и придать ему ощущение естественности. Некоторые компании могут использовать 0% натуральных веществ, а некоторые могут даже использовать более 25%! Это секрет, который никогда не может быть раскрыт по-настоящему 🙂

    Изучение того, когда использовать натуральное, а когда синтетическое или искусственное сырье, требует постоянного обучения.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.