Selv om du kanskje ikke vet det, har den moderne verden mange grunner til å være takknemlig for cenosfærer.
Få mennesker vet om deres eksistens, enda færre mennesker vet hvor de er fra. Selv om et raskt blikk på Wikipedia, kilden til alle kilder, vil informere de uinformerte om at "En cenosfære er en lett, inert, hul kule laget hovedsakelig av silika og aluminiumoksyd og fylt med luft eller inert gass, vanligvis produsert som et biprodukt av kullforbrenning ved termiske kraftverk. Fargen på cenosfærer varierer fra grå til nesten hvite, og deres tetthet er omtrent 0,4–0,8 g/cm3 (0,014–0,029 lb/cu in), noe som gir dem god oppdrift.»
Det gjør imidlertid lite for å beskrive den sanne skjønnheten til disse små, men kraftige, flyveaskeballene. For deres virkelige styrke ligger i mangfoldet av deres bruk. Som det franske industritidsskriftet Industrie & Technologies sier: "På grunn av deres lave tetthet, lille størrelse, sfæriske form, mekaniske styrke, høye smeltetemperatur, kjemisk treghet, isolerende egenskaper og lave porøsitet, finner mikrosfærer [også kjent som cenosfærer] en bredt spekter av bruksområder i industrien. Spesielt [de er ideelle] for å forsterke materialer eller gi egenskaper av motstand mot korrosjon, eller termisk og lydisolasjon til belegg eller maling. De kan beskrives som multifunksjonelle fyllstoffer og integreres godt i harpikser og bindemidler som termoplast og herdeplast.»
Cenosfærer i maling og belegg
Det er mange bruksområder for cenosfærer i malings- og industribeleggindustrien, på grunn av tilleggskvalitetene de gir. For eksempel brukes cenosfærer ofte i belegg for å kontrollere infrarød stråling, noe som gir disse beleggene en fordel fremfor de som bare prøver å begrense termisk ledningsevne.
I mellomtiden forklarer malingseksperter hos Petra Buildcare Products hvordan cenosfærer, "... forbedrer kvaliteten på malingen ved å forbedre volumet og tettheten til produktet. Etter påføring på veggen har de keramiske perlene en tendens til å krympe og skaper dermed en tettpakket film på veggen."
Cenosfærer i syntaktisk skum
Cenosfærer brukes ofte til å lage "syntaktisk skum". Dette er spesialiserte faste stoffer som bruker cenosfærer som fyllstoff for å gi en rekke fordeler, fra lavere kostnader, til ekstra styrke, lydisolering, oppdrift og termisk beskyttelse.
Eksperter ved Engineered Syntactic Systems beskriver syntaktisk skum som følger;
"Den 'syntaktiske' delen refererer til den ordnede strukturen gitt av de hule kulene. Begrepet "skum" er relatert til materialets cellulære natur. Takket være dets unike egenskaper med høy styrke ved lav tetthet, har syntaktisk skum blitt mye brukt i undervannsoppdriftsapplikasjoner. Syntaktiske materialer er motstandsdyktige mot den kombinerte effekten av hydrostatisk trykk og langvarig eksponering, noe som gjør dem ideelle for havvandringsprosjekter som kabel- og hardballflottører og instrumenteringsstøtte. De gir også styrke og strukturell integritet med en betydelig lavere vekt per volum enn de fleste tradisjonelle materialer, noe som gjør dem til et attraktivt valg i mange forsvars- og sivilingeniørapplikasjoner."
Cenosfærer i petroleumsboring
For å bevise den ukjente betydningen av cenosfærer, trenger du ikke lete lenger enn den viktige rollen de spiller i petroleumsindustrien. For selv om alle vet om viktigheten av olje i den moderne verden, er det et lite kjent faktum at cenosfærer har, som det franske industritidsskriftet Industrie & Technologies sier, "... blitt brukt i flere år innen oljeboring for å redusere tettheten til en petroleumssementpasta uten å øke vanninnholdet."
Cenosfærer i plast og polymerer
Cenosfærer har også en bruk i produksjonen av plast og polymerer, da deres omformbare form eller styrke bidrar til å unngå krymping i termoplast og herdeplast.
De brukes også i moderne kompositter i bilindustrien. For eksempel inneholder 2016 Chevrolet Corvette en "arkstøpemasse der glassmikrokuler erstatter kalsiumkarbonatfyllstoff og barberer 9 kg av sportsbilens Stingray Coupe-modellvekt." Produsentens visepresident, Continental Structural Plastics Inc., Probir Guha, forklarer årsaken til inkluderingen av cenosfærer i kompositten, ved å si at "den typiske SMC-formelen for denne typen kjøretøyapplikasjoner omfatter 20 volumprosent glass fiberarmering, 35 % harpiks og 45 % fyllstoff, vanligvis kalsiumkarbonat,” og legger til at “Denne nye SMC [platestøpemassen] er kostnadskonkurransedyktig med aluminium.”
Cenosfærer i betong
I årevis har cenosfærer vært et nyttig tilsetningsstoff til betong, som gir ekstra styrke og/eller lydisolering, samtidig som den senker tettheten. Jeff Girard, president ved The Concrete Countertop Institute, forklarer disse fordelene og sier: "I teorien kan cenosfærer erstatte noe av den normalvektige sanden som brukes i betong. Cenosfærer har en tetthet som er mindre enn vann (i gjennomsnitt 0,7 vs. vann er 1,0); kvartssandpartikler har typisk en tetthet på ca. 2,65. Dette betyr at 1 pund cenosfærer tar opp det samme absolutte volumet som omtrent 3,8 lbs. av sand."
Industrie & Technologies skisserer også bruken av cenosfærer som et middel for å redusere støyforurensning, og sier at "[Cenosfærer brukes] i byggematerialer for å lette betong, samtidig som en trykkstyrke på 30 MPa opprettholdes ved en tetthet på 1,6 T / m3 , forbedre deres tetthet og redusere lydoverføringen. For eksempel er St. Petersburg Scientific and Technical Center of Applied Nanotechnologies (STCAN) involvert i å bygge broer med slike betonger i Russland, [for en roligere veibane]. Cenosfærer brukes også til å forbedre de termiske og lydisolerende egenskapene til puss, mørtel og puss, brukt til vegger, gulv og tak. Et tillegg på 40 % volumcenosfærer halverer støyoverføringskoeffisienten."
Cenosfærer i legemidler
Cenosfærer har blitt brukt i farmasøytisk industri i mange år, da de små kulene kan fungere som et nesten perfekt transportmiddel når de er belagt med legemidler. I tillegg, som det franske industritidsskriftet Industrie & Technologies, bemerker, "Cenosfærer dekket med sølvoksid kan for eksempel integreres i bandasjer for å akselerere sårheling."
Cenosfærer i avanserte industrier
Det utføres mye forskning for å oppdage nye bruksområder for dette allsidige biproduktet. For eksempel utvikles nye katalysatorer for metanoksidasjonsprosessen ved bruk av magnetiske cenosfærer.
Cenosfærer brukes også i utviklingen av metallmatrisekompositter (MMC), en rekke materialer som forsøker å kombinere den høye energiabsorpsjonen, slagfastheten og den lave tettheten til kulene med egenskapene til andre stoffer. Andre, som Paul Biju-Duval fra Georgia Institute of Technology med base i Atlanta, har jobbet hardt i utviklingen av sementløse byggematerialer. Arbeidet hans fortsetter, og legger til en cenosfære-blanding, gjenstander som bambus og metallrør som et middel til å finne alternative, billigere, sterkere og mer miljøvennlige konstruksjonsmetoder.
I mellomtiden studerer Institutt for kjemi og kjemisk teknologi ved det russiske vitenskapsakademiet i Krasnoyarsk hvordan cenosfærer kan brukes i katalytiske transformasjoner. Mens BAE-systemer forsøker å bruke cenosfærer i maling som et middel for å støtte usynlighet i det infrarøde spekteret, og dermed gjøre det mulig for militære fartøyer å ha "usynlighetskapsler".
Med et så bredt spekter av bruksområder, og et enda bredere spekter av potensielle bruksområder, er det ikke rart hvorfor interessen for cenosfærer vokser. Så lenge produktutviklere ser etter lette fyllstoffer, forbedrede medikamentleveringssystemer, forbedrede belegg, sementerstatninger og kompositttilsetningsstoffer, vil det være behov for cenosfærer. Pluss med økt forskning på nye bruksområder for disse allsidige sfærene, så vil bare tiden vise hvor fremtiden til cenosfærene ligger.
Innleggstid: 28. desember 2021