Սապֆիր. թափանցիկ թանկարժեք քարերի մեջ թաքնված «կախարդանքը»

 Երբևէ հիացե՞լ եք շափյուղայի փայլուն կապույտով։ Այս շլացուցիչ թանկարժեք քարը, որը գնահատվում է իր գեղեցկության համար, պարունակում է գաղտնի «գիտական ​​գերուժ», որը կարող է հեղափոխություն մտցնել տեխնոլոգիայի մեջ։ Չինացի գիտնականների վերջին հայտնագործությունները բացահայտել են շափյուղայի բյուրեղների թաքնված ջերմային գաղտնիքները՝ առաջարկելով նոր հնարավորություններ ամեն ինչի համար՝ սկսած սմարթֆոններից մինչև տիեզերքի հետազոտություններ։

սափրված վաֆլի


 

Ինչո՞ւ չի«Արդյո՞ք շափյուղան հալվում է ծայրահեղ ջերմության տակ։

Պատկերացրեք հրշեջի դիմակը, որը սպիտակ շիկացած է կրակի մեջ, բայց մնում է բյուրեղյա մաքուր։ Սա է շափյուղայի կախարդանքը։ 1500°C-ից բարձր ջերմաստիճաններում՝ հալված լավայից ավելի տաք, այս թանկարժեք քարը պահպանում է իր ամրությունն ու թափանցիկությունը։

Չինաստանի Շանհայի օպտիկայի և նուրբ մեխանիկայի ինստիտուտի գիտնականները օգտագործել են առաջադեմ մեթոդներ՝ դրա գաղտնիքները հետազոտելու համար.

  • Ատոմային գերկառուցվածք. Սափիրի ատոմները կազմում են վեցանկյուն ցանց, որտեղ ալյումինի յուրաքանչյուր ատոմը ամրացված է չորս թթվածնի ատոմներով: Այս «ատոմային վանդակը» դիմադրում է ջերմային աղավաղմանը՝ պարծենալով 100 մլ ջերմային ընդարձակման գործակցով:t 5.3 × 10⁻⁶/°C (ի տարբերություն դրա, ոսկին ընդարձակվում է գրեթե 10 անգամ ավելի արագ):
  • Ուղղորդված ջերմային հոսք. միակողմանի փողոցի նման, ջերմությունը որոշակի բյուրեղային առանցքներով անցնում է շափյուղայի միջով 10-30%-ով ավելի արագ: Ինժեներները կարող են օգտագործել այս «ջերմային անիզոտրոպիան»՝ գերարդյունավետ սառեցման համակարգեր նախագծելու համար:

 


 

«Սուպերհերոսի» նյութ, որը փորձարկվել է ծայրահեղ լաբորատորիաներում

Սապֆիրը իր սահմաններին հասցնելու համար հետազոտողները մոդելավորել են տիեզերքի և հիպերձայնային թռիչքի դաժան պայմանները.

  • Հրթիռի վերստին մուտքի սիմուլյացիա150 մմ շափյուղյա պատուհանը ժամերով դիմացել է 1500°C ջերմաստիճանի կրակին՝ չցույց տալով ճաքեր կամ ծռվածքներ։
  • Լազերային դիմացկունության թեստԻնտենսիվ լույսով ենթարկվելիս շափյուղայի վրա հիմնված բաղադրիչները 300%-ով ավելի դիմացկուն էին, քան ավանդական նյութերը՝ շնորհիվ պղնձից 3 անգամ ավելի արագ ջերմությունը ցրելու իրենց ունակության։

 


 

Լաբորատոր հրաշքներից մինչև առօրյա տեխնոլոգիաներ

Դուք կարող եք արդեն ունենալ շափյուղայի տեխնոլոգիա՝ չգիտակցելով դա.

  • Անքերծվող էկրաններApple-ի վաղ iPhone-ները օգտագործում էին շափյուղայով պատված տեսախցիկի օբյեկտիվներ (մինչև ծախսերի աճը):
  • Քվանտային հաշվարկներԼաբորատորիաներում սափրեյային վեֆլիները պարունակում են նուրբ քվանտային բիթեր (քուբիթներ), որոնք իրենց քվանտային վիճակը պահպանում են 100 անգամ ավելի երկար, քան սիլիցիումը։
  • Էլեկտրական մեքենաներԷլեկտրական մեքենաների նախատիպային մարտկոցները օգտագործում են շափյուղայով պատված էլեկտրոդներ՝ գերտաքացումը կանխելու համար, ինչը նորարարական քայլ է ավելի անվտանգ և ավելի երկար հեռավորության վրա գտնվող տրանսպորտային միջոցների համար։

 


 

Չինաստանի ցատկը սափրագիլային գիտության մեջ

Մինչդեռ շափյուղա արդյունահանվել է դարեր շարունակ, Չինաստանը վերաշարադրում է իր ապագան։

  • Հսկա բյուրեղներՉինական լաբորատորիաներն այժմ աճեցնում են 100 կգ-ից ավելի քաշով շափյուղայի ձուլակտորներ՝ բավականաչափ մեծ՝ ամբողջական աստղադիտակի հայելիներ կառուցելու համար։
  • Կանաչ նորարարությունՀետազոտողները հին սմարթֆոններից մշակում են վերամշակված շափյուղա՝ 90%-ով կրճատելով արտադրության ծախսերը։
  • Գլոբալ առաջնորդությունՎերջերս հրապարակված ուսումնասիրությունը՝Սինթետիկ բյուրեղների հանդես, նշանավորում է Չինաստանի չորրորդ խոշոր առաջընթացը առաջադեմ նյութերի ոլորտում այս տարի։

 


 

Ապագան. Որտեղ սափիրը հանդիպում է գիտաֆանտաստիկային

Ի՞նչ կլիներ, եթե պատուհանները կարողանային ինքնուրույն մաքրվել։ Կամ հեռախոսները լիցքավորվեին մարմնի ջերմությամբ։ Գիտնականները մեծ երազանքներ ունեն.

  • Ինքնամաքրվող շափյուղաՍապֆիրի մեջ ներդրված նանոմասնիկները կարող են քայքայել մշուշը կամ կեղտը արևի լույսի ազդեցության տակ։
  • Ջերմաէլեկտրական մոգությունԳործարաններից արտանետվող ջերմությունը վերածել էլեկտրաէներգիայի՝ օգտագործելով շափյուղա կիսահաղորդիչներ։
  • Տիեզերական վերելակի մալուխներԹեև դեռևս տեսական է, շափյուղայի ամրության և քաշի հարաբերակցությունը այն դարձնում է ֆուտուրիստական ​​մեգակառուցվածքների թեկնածու։

Հրապարակման ժամանակը. Հունիս-23-2025