Čeprav morda ne veste, ima sodobni svet veliko razlogov za hvaležnost cenosferam.
Malo ljudi ve za njihov obstoj, še manj ljudi ve, od kod prihajajo. Čeprav bo že hiter pogled na Wikipedijo, vir vseh virov, nepoučenem povedal, da je "cenosfera lahka, inertna, votla krogla, izdelana večinoma iz silicijevega dioksida in aluminijevega oksida ter napolnjena z zrakom ali inertnim plinom, ki običajno nastane kot stranski produkt zgorevanje premoga v termoelektrarnah. Barva cenosfer se spreminja od sive do skoraj bele, njihova gostota pa je približno 0,4–0,8 g/cm3 (0,014–0,029 lb/cu in), kar jim daje velik vzgon.”
Vendar pa to ne opisuje prave lepote teh drobnih, a močnih kroglic letečega pepela. Kajti njihova prava moč je v raznolikosti uporabe. Kot navaja francoska industrijska revija Industrie & Technologies: »Mikrosfere [znane tudi kot cenosfere] zaradi svoje nizke gostote, majhnosti, sferične oblike, mehanske trdnosti, visoke temperature taljenja, kemične vztrajnosti, izolacijskih lastnosti in nizke poroznosti široko paleto aplikacij v industriji. Zlasti [so idealni] za ojačitev materialov ali dodajanje lastnosti odpornosti proti koroziji ali toplotne in zvočne izolacije premazov ali barv. Lahko jih opišemo kot večnamenska polnila in se dobro vključijo v smole in veziva, kot so termoplasti in duroplasti."
Cenosfere v barvah in premazih
Zaradi dodatnih lastnosti, ki jih zagotavljajo, je v industriji barv in industrijskih premazov veliko uporab cenosfer. Na primer, cenosfere se pogosto uporabljajo v premazih za nadzor infrardečega sevanja, kar daje tem premazom prednost pred tistimi, ki zgolj poskušajo omejiti toplotno prevodnost.
Medtem pa strokovnjaki za premaze pri podjetju Petra Buildcare Products pojasnjujejo, kako cenosfere »… izboljšajo kakovost barve z izboljšanjem volumna in gostote izdelka. Po nanosu na steno se keramične kroglice skrčijo in tako na steni ustvarijo tesno zapakiran film.«
Cenosfere v sintaktičnih penah
Cenosfere se pogosto uporabljajo za izdelavo 'sintaktičnih pen'. To so specializirane trdne snovi, ki uporabljajo cenosfere kot polnilo za zagotavljanje številnih prednosti, od nižjih stroškov do dodatne trdnosti, zvočne izolacije, plovnosti in toplotne zaščite.
Strokovnjaki pri Engineered Syntactic Systems opisujejo sintaktično peno na naslednji način;
»'Sintaktični' del se nanaša na urejeno strukturo, ki jo zagotavljajo votle krogle. Izraz „pena“ se nanaša na celično naravo materiala. Zahvaljujoč svojim edinstvenim lastnostim visoke trdnosti pri nizki gostoti se je sintaktična pena široko uporabljala v aplikacijah za plovnost pod morjem. Sintaktični materiali so odporni na skupni učinek hidrostatičnega tlaka in dolgoročne izpostavljenosti, zaradi česar so idealni za oceanske projekte, kot so plovci s kabli in trdo kroglo ter podpora za instrumente. Zagotavljajo tudi trdnost in strukturno celovitost pri bistveno nižji teži na prostornino kot večina tradicionalnih materialov, zaradi česar so privlačna izbira v številnih obrambnih in civilnih aplikacijah.”
Cenosfere pri vrtanju nafte
Za dokaz o neznani pomembnosti cenosfer vam ni treba iskati več o ključni vlogi, ki jo imajo v naftni industriji. Kajti medtem ko vsi vedo o pomenu nafte v sodobnem svetu, je malo znano dejstvo, da so se cenosfere, kot navaja francoska industrijska revija Industrie & Technologies, »…več let uporabljale na področju vrtanja nafte za zmanjšajte gostoto naftno cementne paste brez povečanja vsebnosti vode.
Cenosfere v plastiki in polimerih
Cenosfere se uporabljajo tudi pri proizvodnji plastike in polimerov, saj njihova oblika ali trdnost, ki jo je mogoče ponovno oblikovati, pomaga preprečiti krčenje termoplastov in termoreaktivnih plastik.
Uporabljajo se tudi v sodobnih kompozitih v avtomobilski industriji. Na primer, Chevrolet Corvette 2016 vsebuje "zmes za oblikovanje pločevine, v kateri steklene mikrokroglice nadomeščajo polnilo iz kalcijevega karbonata in zmanjšajo 20 funtov [9 kg] teže modela športnega avtomobila Stingray Coupe." Podpredsednik proizvajalca, Continental Structural Plastics Inc., Probir Guha, pojasnjuje razlog za vključitev cenosfer v kompozit z besedami, da »tipična formula SMC za to vrsto uporabe v vozilih obsega 20 volumskih odstotkov stekla ojačitev z vlakni, 35 % smole in 45 % polnila, običajno kalcijevega karbonata,« in dodal, da je »ta nova SMC [zmes za oblikovanje pločevine] cenovno konkurenčna aluminiju.«
Cenosfere v betonu
Cenosfere so že leta uporaben dodatek betonu, saj zagotavljajo dodatno trdnost in/ali zvočno izolacijo, hkrati pa znižujejo gostoto. Jeff Girard, predsednik Inštituta za betonske pulte, pojasnjuje te prednosti in pravi: »Teoretično lahko cenosfere nadomestijo del peska z normalno težo, ki se uporablja v betonu. Cenosfere imajo gostoto, ki je manjša od gostote vode (v povprečju 0,7 v primerjavi z gostoto vode 1,0); delci kremenčevega peska imajo običajno gostoto približno 2,65. To pomeni, da 1 funt cenosfer zavzema enako absolutno prostornino kot približno 3,8 funta. peska."
Industrie & Technologies prav tako opisuje uporabo cenosfer kot sredstva za zmanjševanje onesnaženosti s hrupom, pri čemer navaja, da »[cenosfere se uporabljajo] v gradbenih materialih za lajšanje betona, hkrati pa ohranjajo tlačno trdnost 30 MPa pri gostoti 1,6 T/m3. , izboljšanje njihove tesnosti in zmanjšanje prenosa zvoka. Sanktpeterburški znanstveni in tehnični center uporabnih nanotehnologij (STCAN) se na primer ukvarja z gradnjo mostov s takšnimi betoni v Rusiji [za tišjo cestno površino]. Cenosfere se uporabljajo tudi za izboljšanje toplotne in zvočne izolacije ometov, malt in ometov, ki se uporabljajo za stene, tla in strope. Dodatek 40-odstotnih prostorninskih cenosfer prepolovi koeficient prenosa hrupa.«
Cenosfere v farmaciji
Cenosfere se že vrsto let uporabljajo v farmacevtski industriji, saj lahko majhne kroglice delujejo kot skoraj popolna transportna naprava, če so prevlečene z zdravili. Poleg tega, kot ugotavlja francoska industrijska revija Industrie & Technologies, "se lahko kenosfere, prekrite s srebrovim oksidom, na primer vključijo v obloge, da se pospeši celjenje ran."
Cenosfere v naprednih industrijah
Izvaja se veliko raziskav, da bi odkrili nove uporabe tega vsestranskega stranskega proizvoda. Na primer, novi katalizatorji za proces oksidacije metana se razvijajo z uporabo magnetnih cenosfer.
Cenosfere se uporabljajo tudi pri razvoju kompozitov s kovinsko matriko (MMC), različnih materialov, ki poskušajo združiti visoko absorpcijo energije, odpornost na udarce in nizko gostoto krogel s kakovostmi drugih snovi. Drugi, kot je Paul Biju-Duval z Georgia Institute of Technology s sedežem v Atlanti, so trdo delali pri razvoju brezcementnih gradbenih materialov. Njegovo delo se nadaljuje in mešanici cenosfer dodaja predmete, kot so bambus in kovinske cevi, kot sredstvo za iskanje alternativnih, cenejših, močnejših in okolju prijaznejših metod gradnje.
Medtem Inštitut za kemijo in kemijsko tehnologijo Ruske akademije znanosti v Krasnojarsku preučuje načine, kako bi lahko cenosfere uporabili pri katalitičnih transformacijah. Medtem ko BAE sistemi poskušajo uporabiti cenosfere v barvi kot sredstvo za podporo nevidnosti v infrardečem spektru, s čimer bi vojaškim plovilom omogočili "nevidne plašče".
S tako širokim spektrom uporabe in še širšim spektrom možnih uporab ni čudno, zakaj zanimanje za cenosfere narašča. Dokler bodo razvijalci izdelkov iskali lahka polnila, izboljšane sisteme za dostavo zdravil, izboljšane premaze, nadomestke cementa in kompozitne dodatke, bo obstajala potreba po cenosferah. S povečanim raziskovanjem novih uporab teh vsestranskih sfer bo šele čas pokazal, kje je prihodnost cenosfer.
Čas objave: 28. december 2021