Много ценосфери, много приложения

Въпреки че може би не знаете, съвременният свят има много причини да бъде благодарен на ценосферите.

Малко хора знаят за тяхното съществуване, още по-малко хора знаят откъде са. Въпреки че един бърз поглед към Wikipedia, източникът на всички източници, ще информира неосведомените, че „Ценосферата е лека, инертна, куха сфера, направена предимно от силициев диоксид и алуминиев триоксид и пълна с въздух или инертен газ, обикновено произведена като страничен продукт от изгаряне на въглища в ТЕЦ. Цветът на ценосферите варира от сив до почти бял, а плътността им е около 0,4–0,8 g/cm3 (0,014–0,029 lb/cu in), което им дава голяма плаваемост.

Това обаче не описва истинската красота на тези малки, но мощни топки летяща пепел. Защото истинската им сила е в разнообразието на употребата им. Както се посочва във френското индустриално списание Industrie & Technologies, „Поради тяхната ниска плътност, малък размер, сферична форма, механична якост, висока температура на топене, химическа инертност, изолационни свойства и ниска порьозност, микросферите [известни също като ценосфери] намират широк спектър от приложения в индустрията. По-специално, [те са идеални] за подсилване на материали или придаване на свойства на устойчивост на корозия или топло- и звукоизолация на покрития или бои. Те могат да бъдат описани като многофункционални пълнители и се интегрират добре в смоли и свързващи вещества като термопластични и термореактивни.”

Ценосфери в бои и покрития

Има много приложения за ценосферите в производството на бои и промишлени покрития, поради допълнителните качества, които осигуряват. Например, ценосферите често се използват в покрития за контролиране на инфрачервеното лъчение, което дава предимство на тези покрития пред тези, които просто се опитват да ограничат топлопроводимостта.

Междувременно експертите по покритията в Petra Buildcare Products обясняват как ценосферите „… подобряват качеството на боята чрез подобряване на обема и плътността на продукта. След нанасяне върху стената, керамичните перли са склонни да се свиват, като по този начин създават плътно опакован филм върху стената.“

Ценосфери в синтактични пени

Ценосферите често се използват за създаване на „синтактични пени“. Това са специализирани твърди вещества, които използват ценосфери като пълнител, за да осигурят редица предимства, от по-ниска цена до допълнителна здравина, звукоизолация, плаваемост и термична защита.

Експерти от Engineered Syntactic Systems описват синтактичната пяна по следния начин;

„„Синтактичната“ част се отнася до подредената структура, осигурена от кухите сфери. Терминът „пяна“ се отнася до клетъчната природа на материала. Благодарение на уникалните си свойства на висока якост при ниска плътност, синтактичната пяна се използва широко в приложения за подводна плаваемост. Синтактичните материали са устойчиви на комбинирания ефект на хидростатично налягане и дълготрайно излагане, което ги прави идеални за океански проекти като кабелни и твърди топки и опора за инструменти. Те също така осигуряват здравина и структурна цялост при значително по-ниско тегло на обем от повечето традиционни материали, което ги прави привлекателен избор в много приложения в отбраната и гражданското строителство.

Ценосфери при петролни сондажи

За доказателство за неизвестното значение на ценосферите не е нужно да търсите повече жизненоважната роля, която играят в петролната индустрия. Защото, докато всеки знае за значението на петрола в съвременния свят, малко известен факт е, че ценосферите, както се посочва във френското индустриално списание Industrie & Technologies, „...се използват от няколко години в областта на нефтените сондажи за намалете плътността на нефтено циментова паста, без да увеличавате водното съдържание.

Ценосфери в пластмаси и полимери

Ценосферите също намират приложение в производството на пластмаси и полимери, тъй като тяхната повторно оформяща се форма или здравина помага да се избегне свиването на термопласти и термореактивни пластмаси.

Те се използват и в съвременните композитни материали в автомобилната индустрия. Например Chevrolet Corvette от 2016 г. съдържа „компаунд за формоване на листове, в който стъклените микросфери заместват пълнителя от калциев карбонат и намаляват 20 паунда [9 кг] от теглото на модела Stingray Coupe на спортния автомобил.“ Вицепрезидентът на производителя, Continental Structural Plastics Inc., Пробир Гуха, обяснява причината за включването на ценосфери в композита, като казва, че „типичната SMC формула за този тип приложения за превозни средства съдържа 20% обем стъкло армировка с влакна, 35% смола и 45% пълнител, обикновено калциев карбонат“, добавяйки, че „Тази нова SMC [формовъчна смес за листове] е конкурентна по цена на алуминия.“

Ценосфери в бетон

От години ценосферите са били полезна добавка към бетона, осигуряваща допълнителна здравина и/или звукоизолация, като същевременно намалява плътността. Джеф Жирар, президент на Института за бетонни плотове, обяснява тези предимства, като казва: „На теория ценосферите могат да заменят част от пясъка с нормално тегло, използван в бетона. Ценосферите имат плътност, която е по-малка от тази на водата (средно 0,7 срещу 1,0 на водата); частиците от кварцов пясък обикновено имат плътност около 2,65. Това означава, че 1 фунт ценосфери заема същия абсолютен обем като около 3,8 фунта. от пясък."

Industrie & Technologies също очертава използването на ценосфери като средство за намаляване на шумовото замърсяване, заявявайки, че „[Ценосферите се използват] в строителни материали за изсветляване на бетон, като същевременно поддържат якост на натиск от 30 MPa при плътност от 1,6 T / m3 , подобрявайки тяхната херметичност и намалявайки звукопреминаването им. Например, Санкт Петербургският научно-технически център за приложни нанотехнологии (STCAN) участва в изграждането на мостове с такъв бетон в Русия [за по-тиха пътна настилка]. Ценосферите се използват и за подобряване на топло- и звукоизолационните качества на мазилки, мазилки и замазки, използвани за стени, подове и тавани. Добавянето на 40% обемни ценосфери намалява наполовина коефициента на предаване на шума.“

Ценосфери във фармацевтиката

Ценосферите се използват във фармацевтичната индустрия от много години, тъй като малките топчета могат да действат като почти перфектно транспортно устройство, когато са покрити с лекарства. Освен това, както отбелязва френското индустриално списание Industrie & Technologies, „ценосферите, покрити със сребърен оксид, могат например да бъдат интегрирани в превръзки, за да се ускори зарастването на рани.“

Ценосфери в напреднали индустрии

Провеждат се много изследвания, за да се открият нови употреби на този многостранен страничен продукт. Например, нови катализатори за процеса на окисляване на метан се разработват с помощта на магнитни ценосфери.

Ценосферите се използват и при разработването на композитни материали с метална матрица (MMC), разнообразие от материали, които се опитват да комбинират високата абсорбция на енергия, устойчивостта на удар и ниската плътност на сферите с качествата на други вещества. Други, като Paul Biju-Duval от Технологичния институт на Джорджия, базиран в Атланта, са работили усилено в разработването на безциментови строителни материали. Неговата работа продължава, добавяйки към ценосферния микс елементи като бамбук и метални тръби като средство за намиране на алтернативни, по-евтини, по-здрави и по-екологични строителни методи.

Междувременно Институтът по химия и химическа технология на Руската академия на науките в Красноярск проучва начини, по които ценосферите могат да бъдат използвани в каталитични трансформации. Докато системите BAE се опитват да използват ценосфери в боята като средство за поддържане на невидимостта в инфрачервения спектър, като по този начин позволяват на военните кораби да имат „наметала невидимка“.

С такава широка гама от приложения и още по-широка гама от потенциални приложения, не е чудно защо интересът към ценосферите нараства. Докато разработчиците на продукти търсят леки пълнители, подобрени системи за доставяне на лекарства, подобрени покрития, циментови заместители и композитни добавки, тогава ще има нужда от ценосфери. Освен това с увеличаване на изследванията за нови употреби на тези многостранни сфери, само времето ще покаже къде е бъдещето на ценосферите.