Moitas cenosferas, moitas aplicacións

Aínda que quizais non o saibades, o mundo moderno ten moitas razóns para agradecer as cenosferas.

Poucas persoas saben da súa existencia, menos aínda saben de onde son. Aínda que unha rápida ollada á Wikipedia, fonte de todas as fontes, informará aos non informados de que: "Unha cenosfera é unha esfera lixeira, inerte e oca feita en gran parte de sílice e alúmina e chea de aire ou gas inerte, normalmente producida como subproduto de combustión de carbón en centrais térmicas. A cor das cenosferas varía de gris a case branca e a súa densidade é de aproximadamente 0,4-0,8 g/cm3 (0,014-0,029 lb/polgada cúbica), o que lles proporciona unha gran flotabilidade.

Non obstante, iso fai pouco para describir a verdadeira beleza destas pequenas pero poderosas bólas de cinzas volantes. Pois a súa verdadeira forza reside na diversidade do seu uso. Como afirma a revista francesa Industrie & Technologies, “Debido á súa baixa densidade, tamaño pequeno, forma esférica, resistencia mecánica, alta temperatura de fusión, inercia química, propiedades illantes e baixa porosidade, as microesferas [tamén coñecidas como cenosferas] atopan un ampla gama de aplicacións na industria. En particular, [son ideais] para reforzar materiais ou impartir propiedades de resistencia á corrosión, ou illamento térmico e acústico a revestimentos ou pinturas. Pódense describir como recheos multifuncionais e se integran ben en resinas e aglutinantes como termoplásticos e termoestables.

Cenosferas en pinturas e revestimentos

As cenosferas teñen moitos usos na industria de pinturas e revestimentos industriais, debido ás calidades adicionais que proporcionan. Por exemplo, as cenosferas utilízanse a miúdo nos revestimentos para controlar a radiación infravermella, o que dá a eses revestimentos unha vantaxe sobre aqueles que simplemente intentan limitar a condutividade térmica.

Mentres tanto, expertos en revestimentos de Petra Buildcare Products, explican como as cenosferas "... melloran a calidade da pintura mellorando o volume e a densidade do produto. Despois da aplicación na parede, as esferas de cerámica tenden a encollerse, creando así unha película pegada na parede.

Cenosferas en espumas sintácticas

As cenosferas úsanse a miúdo para facer "escumas sintácticas". Son sólidos especializados que usan cenosferas como recheo para proporcionar unha serie de vantaxes, desde un custo máis baixo, ata unha maior resistencia, insonorización, flotabilidade e protección térmica.

Os expertos de Engineered Syntactic Systems describen a espuma sintáctica do seguinte xeito;

"A parte "sintáctica" refírese á estrutura ordenada proporcionada polas esferas ocas. O termo "escuma" refírese á natureza celular do material. Grazas ás súas propiedades únicas de alta resistencia a baixa densidade, a escuma sintáctica tornouse amplamente utilizada en aplicacións de flotabilidade submarina. Os materiais sintácticos son resistentes ao efecto combinado da presión hidrostática e da exposición a longo prazo, o que os converte en ideais para proxectos de navegación oceánica como flotadores de cable e bola dura e soporte de instrumentación. Tamén proporcionan resistencia e integridade estrutural cun peso por volume significativamente menor que a maioría dos materiais tradicionais, o que os converte nunha opción atractiva en moitas aplicacións de defensa e enxeñería civil.

Cenosferas na perforación de petróleo

Para probar a importancia descoñecida das cenosferas, non cómpre buscar máis o papel vital que desempeñan na industria do petróleo. Porque aínda que todo o mundo sabe da importancia do petróleo no mundo moderno, é un feito pouco coñecido que as cenosferas, como afirma a revista francesa Industrie & Technologies, "... foron utilizadas durante varios anos no campo da extracción de petróleo para reducir a densidade dunha pasta de cemento de petróleo sen aumentar o contido de auga.

Cenosferas en plásticos e polímeros

As cenosferas tamén teñen un uso na fabricación de plásticos e polímeros, xa que a súa forma ou resistencia reconformable axuda a evitar o encollemento en termoplásticos e plásticos termoendurecibles.

Tamén se están a utilizar en compostos modernos na industria do automóbil. Por exemplo, o Chevrolet Corvette 2016 contén un "composto de moldaxe de follas no que as microesferas de vidro substitúen o recheo de carbonato de calcio e reducen 9 kg ao peso do modelo Stingray Coupe do coche deportivo". O vicepresidente do fabricante, Continental Structural Plastics Inc., Probir Guha, explica o motivo da inclusión de cenosferas no composto, ao dicir que, “a fórmula SMC típica para este tipo de aplicacións de vehículos comprende un 20% en volume de vidro. reforzo de fibra, 35% de resina e 45% de recheo, xeralmente carbonato de calcio", engadindo que "Este novo SMC [composto de moldeo de follas] é competitivo en custos co aluminio".

Cenosferas en formigón

Durante anos, as cenosferas foron un aditivo útil para o formigón, proporcionando resistencia adicional ou illamento acústico, ao mesmo tempo que reducen a densidade. Jeff Girard, presidente do Concrete Countertop Institute, explica estas vantaxes, dicindo: "En teoría, as cenosferas poden substituír parte da area de peso normal utilizada no formigón. As cenosferas teñen unha densidade menor que a da auga (con unha media de 0,7 fronte a 1,0 da auga); As partículas de area de cuarzo adoitan ter unha densidade de aproximadamente 2,65. Isto significa que 1 libra de cenosferas ocupa o mesmo volume absoluto que preto de 3,8 libras. de area".

Industrie & Technologies, tamén describe o uso das cenosferas como medio para diminuír a contaminación acústica, afirmando que, “[as cenosferas empréganse] nos materiais de construción para alixeirar o formigón, mantendo unha resistencia á compresión de 30 MPa a unha densidade de 1,6 T/m3. , mellorando a súa estanquidade e reducindo a súa transmisión sonora. Por exemplo, o Centro Científico e Técnico de Nanotecnoloxías Aplicadas de San Petersburgo (STCAN) está implicado na construción de pontes con tales formigóns en Rusia, [para unha superficie de estrada máis silenciosa]. As cenosferas tamén se utilizan para mellorar as calidades de illamento térmico e acústico dos revocos, morteiros e revocos, utilizados para paredes, chan e teitos. Unha adición de cenosferas nun 40% reduce á metade o coeficiente de transmisión do ruído.

Cenosferas en Farmacia

As cenosferas utilízanse na industria farmacéutica durante moitos anos, xa que as pequenas bólas poden actuar como un dispositivo de transporte case perfecto cando están recubertas con fármacos. Ademais, como sinala a revista francesa Industrie & Technologies, "as cenosferas cubertas de óxido de prata poden, por exemplo, integrarse en apósitos para acelerar a cicatrización de feridas".

Cenosferas en Industrias Avanzadas

Estase a realizar unha gran investigación para descubrir novos usos para este versátil subproduto. Por exemplo, están a desenvolverse novos catalizadores para o proceso de oxidación do metano utilizando cenosferas magnéticas.

As cenosferas tamén se están a utilizar no desenvolvemento de compostos de matriz metálica (MMC), unha variedade de materiais que tenta combinar a alta absorción de enerxía, a resistencia ao impacto e a baixa densidade das esferas coas calidades doutras substancias. Outros, como Paul Biju-Duval do Instituto Tecnolóxico de Xeorxia con sede en Atlanta, traballaron duro no desenvolvemento de materiais de construción sen cemento. O seu traballo continúa, engadindo a unha mestura de cenosfera, elementos como o bambú e os tubos metálicos como un medio para atopar métodos de construción alternativos, máis baratos, máis fortes e máis respectuosos co medio ambiente.

Mentres tanto, o Instituto de Química e Tecnoloxía Química da Academia Rusa de Ciencias en Krasnoyarsk estuda formas de utilizar as cenosferas en transformacións catalíticas. Mentres os sistemas BAE intentan utilizar as cenosferas na pintura como un medio para apoiar a invisibilidade no espectro infravermello, permitindo así que as embarcacións militares teñan "mantos de invisibilidade".

Cun abano tan amplo de usos, e un abano aínda máis amplo de usos potenciais, non é de estrañar por que o interese polas cenosferas está crecendo. Mentres os desenvolvedores de produtos busquen recheos lixeiros, sistemas de administración de fármacos mellorados, revestimentos mellorados, substitutos de cemento e aditivos compostos, haberá necesidade de cenosferas. Ademais, co aumento da investigación sobre novos usos para estas esferas versátiles, só o tempo dirá onde está o futuro das cenosferas.