Moltes cenosferes, moltes aplicacions

Encara que potser no ho sabeu, el món modern té moltes raons per agrair les cenosferes.

Poca gent sap de la seva existència, encara menys gent sap d'on són. Tot i que un cop d'ull ràpid a la Viquipèdia, la font de totes les fonts, informarà als no informats que, "Una cenosfera és una esfera buida lleugera, inert, feta en gran part de sílice i alúmina i plena d'aire o gas inert, normalment produït com a subproducte de combustió de carbó a les centrals tèrmiques. El color de les cenosferes varia de gris a gairebé blanc i la seva densitat és d'uns 0,4-0,8 g/cm3 (0,014-0,029 lliures/polzada cúbica), cosa que els dóna una gran flotabilitat.

Tanmateix, això no serveix per descriure la veritable bellesa d'aquestes petites, però poderoses, boles de cendres volants. Perquè la seva veritable força rau en la diversitat del seu ús. Com afirma la revista francesa Industrie & Technologies, "A causa de la seva baixa densitat, mida petita, forma esfèrica, resistència mecànica, alta temperatura de fusió, inèrcia química, propietats aïllants i baixa porositat, les microesferes [també conegudes com a cenosferes] troben un àmplia gamma d'aplicacions a la indústria. En particular, [són ideals] per reforçar materials o dotar de propietats de resistència a la corrosió, o d'aïllament tèrmic i acústic a recobriments o pintures. Es poden descriure com a farcits multifuncionals i s'integren bé en resines i aglutinants com ara termoplàstics i termoestables".

Cenosferes en pintures i recobriments

Les cenosferes tenen molts usos en la indústria de la pintura i el recobriment industrial, a causa de les qualitats addicionals que proporcionen. Per exemple, les cenosferes s'utilitzen sovint en recobriments per controlar la radiació infraroja, donant a aquests recobriments un avantatge sobre els que només intenten limitar la conductivitat tèrmica.

Mentrestant, els experts en recobriments de Petra Buildcare Products, expliquen com les cenosferes, “... milloren la qualitat de la pintura millorant el volum i la densitat del producte. Després de l'aplicació a la paret, les perles de ceràmica tendeixen a reduir-se creant així una pel·lícula ben empaquetada a la paret".

Cenosferes en escumes sintàctiques

Les cenosferes s'utilitzen sovint per fer "escumes sintàctiques". Es tracta de sòlids especialitzats que utilitzen cenosferes com a farciment per oferir una gran quantitat d'avantatges, des d'un cost més baix, fins a una major resistència, insonorització, flotabilitat i protecció tèrmica.

Els experts de Engineered Syntactic Systems descriuen l'escuma sintàctica de la següent manera;

"La part "sintàctica" es refereix a l'estructura ordenada proporcionada per les esferes buides. El terme "escuma" es refereix a la naturalesa cel·lular del material. Gràcies a les seves propietats úniques d'alta resistència a baixa densitat, l'escuma sintàctica s'ha utilitzat àmpliament en aplicacions de flotabilitat submarina. Els materials sintàctics són resistents a l'efecte combinat de la pressió hidrostàtica i l'exposició a llarg termini, cosa que els converteix en ideals per a projectes oceànics com ara flotadors de cable i bola dura i suport d'instrumentació. També proporcionen resistència i integritat estructural a un pes per volum significativament menor que la majoria de materials tradicionals, cosa que els converteix en una opció atractiva en moltes aplicacions de defensa i enginyeria civil ".

Cenosferes a la perforació de petroli

Per provar la importància desconeguda de les cenosferes, no cal mirar més enllà del paper vital que tenen en la indústria del petroli. Perquè, tot i que tothom sap de la importància del petroli en el món modern, és un fet poc conegut que les cenosferes, com afirma la revista francesa Industrie & Technologies, "...s'han utilitzat durant diversos anys en el camp de la perforació de petroli per reduir la densitat d'una pasta de ciment de petroli sense augmentar el contingut d'aigua".

Cenosferes en plàstics i polímers

Les cenosferes també tenen un ús en la fabricació de plàstics i polímers, ja que la seva forma o resistència reformable ajuda a evitar la contracció en termoplàstics i plàstics termoestables.

També s'estan utilitzant en composites moderns a la indústria de l'automòbil. Per exemple, el Chevrolet Corvette 2016 conté un "compost d'emmotllament de làmines en què les microesferes de vidre substitueixen el farciment de carbonat de calci i redueixen 20 lliures [9 kg] del pes del model Stingray Coupe del cotxe esportiu". El vicepresident del fabricant, Continental Structural Plastics Inc., Probir Guha, explica el motiu de la inclusió de cenosferes en el composite, dient que “la fórmula típica de SMC per a aquest tipus d'aplicació de vehicles comprèn un 20% en volum de vidre. reforç de fibra, 35% de resina i 45% de farciment, generalment carbonat de calci", i va afegir que "Aquest nou SMC [compost d'emmotllament de làmines] té un cost competitiu amb l'alumini".

Cenosferes en formigó

Durant anys, les cenosferes han estat un additiu útil al formigó, proporcionant resistència addicional i/o aïllament acústic, alhora que redueixen la densitat. Jeff Girard, president de The Concrete Countertop Institute, explica aquests avantatges, dient: "En teoria, les cenosferes poden substituir part de la sorra de pes normal que s'utilitza en el formigó. Les cenosferes tenen una densitat inferior a la de l'aigua (una mitjana de 0,7 enfront de l'1,0 de l'aigua); Les partícules de sorra de quars solen tenir una densitat d'uns 2,65. Això significa que 1 lliura de cenosferes ocupa el mateix volum absolut que aproximadament 3,8 lliures. de sorra.”

Industrie & Technologies, també descriu l'ús de cenosferes com a mitjà per reduir la contaminació acústica, afirmant que “[s'utilitzen cenosferes] en materials de construcció per alleugerir el formigó, mantenint una resistència a la compressió de 30 MPa a una densitat d'1,6 T/m3. , millorant-ne l'estanquitat i reduint la seva transmissió sonora. Per exemple, el Centre Científic i Tècnic de Nanotecnologies Aplicades de Sant Petersburg (STCAN) està involucrat en la construcció de ponts amb aquest tipus de formigó a Rússia, [per a una superfície de carretera més tranquil·la]. Les cenosferes també s'utilitzen per millorar les qualitats d'aïllament tèrmic i acústic dels guixos, morters i guixos, utilitzats per a parets, terres i sostres. Una addició d'un 40% de volum de cenosferes redueix a la meitat el coeficient de transmissió del soroll".

Cenosferes en productes farmacèutics

Les cenosferes s'han utilitzat a la indústria farmacèutica durant molts anys, ja que les boles petites poden actuar com un dispositiu de transport gairebé perfecte quan estan recobertes de fàrmacs. A més, tal com assenyala la revista francesa Industrie & Technologies, "les cenosferes cobertes d'òxid de plata poden, per exemple, integrar-se als apòsits per accelerar la cicatrització de ferides".

Cenosferes a les indústries avançades

S'està duent a terme una gran quantitat de recerca per descobrir nous usos per a aquest subproducte versàtil. Per exemple, s'estan desenvolupant nous catalitzadors per al procés d'oxidació del metà mitjançant cenosferes magnètiques.

Les cenosferes també s'utilitzen en el desenvolupament de compostos de matriu metàl·lica (MMC), una varietat de materials que intenta combinar l'alta absorció d'energia, la resistència a l'impacte i la baixa densitat de les esferes amb les qualitats d'altres substàncies. Altres, com Paul Biju-Duval de l'Institut de Tecnologia de Geòrgia amb seu a Atlanta, han treballat dur en el desenvolupament de materials de construcció sense ciment. El seu treball continua, afegint a una barreja de cenosfera, articles com el bambú i els tubs metàl·lics com a mitjà per trobar mètodes de construcció alternatius, més barats, més forts i més respectuosos amb el medi ambient.

Mentrestant, l'Institut de Química i Tecnologia Química de l'Acadèmia Russa de Ciències de Krasnoyarsk està estudiant maneres d'utilitzar les cenosferes en transformacions catalíticas. Mentre que els sistemes BAE estan intentant utilitzar cenosferes a la pintura com a mitjà per donar suport a la invisibilitat en l'espectre infraroig, permetent així que les embarcacions militars tinguin "mantells d'invisibilitat".

Amb un ventall d'usos tan ampli, i un ventall encara més ampli d'usos potencials, no és estrany per què l'interès per les cenosferes està creixent. Mentre els desenvolupadors de productes cerquin farcits lleugers, sistemes de lliurament de medicaments millorats, recobriments millorats, substituts de ciment i additius compostos, caldrà cenosferes. A més, amb una major investigació sobre nous usos per a aquestes esferes versàtils, només el temps dirà on es troba el futur de les cenosferes.