Укажите для чего используются достижения в области химии

Современный этап развития химии, ее основные достижения

Развитие химии как науки, ее взаимосвязь с другими дисциплинами и внедрение в различные отрасли производства. Достижения в области квантовой, биологической, органической, неорганической, физической, аналитической, структурной, электро- и геохимии.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Новейший этап развития химии характеризуется быстрой разработкой пространственных представлений о строении вещества, стереохимических концепций. Ещё в 1874-75 Ж.А.Ле Бель и Вант-Гофф высказали предположение, что 4 атома или радикала, связанные с атомом углерода, расположены не в одной плоскости, а в пространстве, по вершинам тетраэдра, в центре которого находится атом углерода. В связи с этим было расширено представление об изомерии, установлено несколько её видов и были заложены основы стереохимии. Для многих молекул были определены их стабильные пространственные конфигурации; в дальнейшем исследователи установили лабильные конформации молекул, возникающие в результате некоторого затруднения свободного вращения атомных групп вокруг простых связей.

Современная теоретическая химия основывается на общефизическом учении о строении материи, на достижениях квантовой теории, термодинамики и статистической физики. Применение методов квантовой механики к решению химических задач привело к возникновению квантовой химии. Её задачей стало решение волнового уравнения Шредингера для многоэлектронных систем молекул. Одним из первых результатов была теория валентных связей, ещё широко использовавшая традиционное представление о паре электронов как носительнице химической связи (Гейтлер, Лондон, Дж. Слэтер, Полинг). Затем был разработан метод молекулярных орбиталей (МО), рассматривающий целостную электронную структуру молекулы; каждая молекулярная орбиталь (волновая функция) учитывает вклад в неё всех электронных орбиталей атомов (см. метод молекулярных орбиталей). Наиболее распространённый вариант метода МО основанный на приближённом описании молекулярных орбиталей через линейную комбинацию атомных орбиталей (ЛКАО МО). В ряде случаев для простейших молекул на основе использования новейшей вычислительной техники могут быть проведены весьма сложные расчёты молекул без всяких предварительных упрощений задачи. На основе указанного метода рассчитываются энергетические и электронные параметры молекул (распределение электронной плотности, величина энергии, длина и порядок связей, некоторые физические свойства соединений). Метод МО получил ныне распространение в теории органической химии. В неорганической химии на основе его сочетания с теорией кристаллического поля (Х. Бете) возникла теория поля лигандов [1; c. 163].

Ядерные превращения и сопутствующие им физико-химические явления, продукты ядерных реакций, радиоактивные изотопы, элементы и вещества служат объектами изучения ядерной химии и радиохимии. Работы в этом направлении имеют большое значение для получения и извлечения атомного сырья, разделения изотопов, использования расщепляющихся материалов.

Взаимодействие вещества с излучением и частицами высоких энергий различной природы, приводящее к химическим превращениям, изучается радиационной химии. Воздействие радиации инициирует многие процессы, в том числе синтез высокомолекулярных соединений из мономеров. В частности, под действием света происходят фотохимические реакции. Фотохимия исследует как связывание энергии электромагнитного излучения (например, в фотосинтезе, осуществляемом зелёными растениями), так и многочисленные реакции синтеза и распада, изомеризации и перегруппировок, возникающие в ходе указанного взаимодействия. Для промышленного производства перспективно использование мощной энергии лазера.

В электрохимии накоплен большой материал по исследованию электролитов, их электропроводности, электрохимических процессов, создана электрохимическая кинетика, изучаются неравновесные электродные потенциалы, процессы коррозии металлов, разрабатываются новые химические источники тока. Успехи теоретической электрохимии позволили дать более прочную научную основу многим промышленным электрохимическим процессам [5; c. 188].

Влияние магнитных полей на химическое поведение молекул рассматривается магнетохимией. Область термохимических исследований расширилась в результате изучения взаимодействия вещества с плазмой, в частности в целях использования в плазмохимической технологии. Становление плазмохимии относится к 60-м гг., когда были выполнены основополагающие работы в СССР (позже в РФ), США и ФРГ.

Обнаружение сложных органических молекул в межзвёздном пространстве, в метеоритах и древнейших горных породах Земли, а также модельные опыты по синтезу сложных органических веществ из простейших соединений (CH4, CO2, NH3, H2O) в условиях искрового разряда, радиоактивного и ультрафиолетового облучения позволили представить этапы химической эволюции материи, предшествовавшие возникновению жизни.

Химия полимеров, которая сформировалась в самостоятельную химическую дисциплину лишь в 30-х гг., изучает весь комплекс представлений о путях синтеза высокомолекулярных соединений, их свойствах и превращениях, а также о свойствах тел, построенных из макромолекул. Для современного этапа химии полимеров характерно углублённое изучение механизмов каталитической полимеризации, вызываемой металлоорганическими соединениями, в частности синтеза стереорегулярных полимеров, исследование микроструктуры высокомолекулярных соединений. Установлено, что свойства полимеров зависят не только от химического состава, строения и размеров макромолекул, но и в не меньшей степени от их взаимного расположения и упаковки (надмолекулярной структуры). Важным достижением явилось создание термостойких полимеров (кремнийорганических, полиимидов и др.). Успехи химии полимеров позволили создать такие важнейшие отрасли химической промышленности как производства пластмасс, синтетического каучука, химических волокон, лакокрасочных материалов, ионитов, клеёв и др.

Воздействие химических процессов, происходящих во внешней среде, на сообщества организмов (биоценозы), химическая миграция элементов внутри экосистем, химическое стимулирование или подавление симбиотических или конкурентных видов исследуются в рамках химической экологии. Формирование поведения организмов в сообществах в значительной степени зависит от химических средств передачи информации (например, феромонов, используемых животными для привлечения или отпугивания др. особей, регуляции жизнедеятельности в семьях пчёл, муравьев и т.д.) [3; c. 179].

Традиционные для биохимии нейрохимические исследования переросли в новую отрасль знаний, изучающую влияния химических соединений на психические процессы; формируется молекулярная психобиология, связывающая молекулярную биологию с наукой о поведении.

Основными задачами современной неорганической химии являются: изучение строения соединений, установление связи строения со свойствами и реакционной способностью. Также разрабатываются методы синтеза и глубокой очистки веществ. Большое внимание уделяется кинетике и механизму неорганических реакций, их каталитическому ускорению и замедлению. Для синтезов все чаще применяют методы физического воздействия: сверхвысокие температуры и давления, ионизирующее излучение, ультразвук, магнитные поля. Многие процессы проходят в условиях горения или низкотемпературной плазмы. Химические реакции часто сочетают с получением волокнистых, слоистых и монокристаллических материалов, с изготовлением электронных схем.

Ощутимые результаты дает применение математического моделирования. Если нахождение какого-либо фармацевтического препарата или инсектицида требовало синтеза 10— 20 тыс. веществ, то с помощью математического моделирования выбор делается, лишь в результате синтеза нескольких десятков соединений.

Роль органической химии в биохимии трудно переоценить. Так, в 1963 г. В. Виньо синтезировал инсулин, также были синтезированы окситоцин (пептидный гормон), вазопрессин (гормон обладает антидиуретическим действием), брадикикин (обладает сосудорасширяющим действием). Разработаны полуавтоматические методы синтеза полипептидов (Р. Мерифилд, 1962) [1; c. 172].

Аналитическая химия рассматривает принципы и методы изучения химического состава вещества. Включает количественный и качественный анализ. Современные методы аналитической химии связаны с необходимостью получения полупроводниковых и других материалов высокой частоты. Для решения этих задач были разработаны чувствительные методы: активационный анализ, химико-спектральный анализ и др.

К числу концептуальных направлений развития современной химии относятся:

2) Исследование структуры химических соединений. Современная структурная химия достигла больших результатов. Последним ее достижением является открытие совершенно нового класса металлоорганических соединений. Молекула этого вещества представляет собой две пластины из соединений водорода и углерода, между которыми находится атом какого-либо металла.

Исследования в области современной структурной химии идут по двум перспективным направлениям:

— синтез кристаллов с максимальным приближением к идеальной решетке для получения материалов с высокими техническими показателями: максимальной прочностью, термической стойкостью, долговечностью в эксплуатации и др.;

— создание кристаллов с заранее запрограммированными дефектами для производства материалов с заданными электрическими, магнитными и другими свойствами.

Современная химия предстает перед нами как исключительно многогранная и разветвленная система знаний, для которой характерно интенсивное развитие. Важнейшим стратегическим ориентиром этого процесса является все более тесный синтез химии как науки и химии как технологии промышленного производства.

Таким образом, спектр химических наук чрезвычайно широк. Они все более активно внедряются в самые различные отрасли производства, сельского хозяйства и быта. Активно развивается экспериментальная база.

В наше время химики используют разнообразные химические и физико-химические методы, позволяющие следить за протеканием реакций и исследовать их продукты. К ним относятся традиционные качественные и количественные методы анализа, оптические методы, спектральные методы (ИК-спектроскопия, УФ-спектроскопия), электрохимические (кондуктометрия, кулонометрия, потенциометрия, амперометрия и др.). Применение, например, хроматографических методов анализа основано на том, что различные вещества диффундируют или абсорбируются на различных поглотителях с разной скоростью. Каждое вещество обладает специфическим, характерным только для него спектром поглощения. На этом основаны спектроскопические методы. При масс-спектроскопии образец вещества бомбардируют электронами относительно низкой энергии. Возникает излучение, которое наблюдают с помощью призм или дифракционных решеток.

Современные достижения химии позволяют изготовлять обширную номенклатуру деталей и узлов машин из разнообразных по свойствам синтетических материалов.

Благодаря современным достижениям химии, успешно разработаны промышленные способы получения низкомолекулярных полимеров, в том числе хорошо растворимых каучуков, способных после нанесения на поверхность превращаться в сплошное резиновое покрытие.

В улучшении внешнего вида станков и машин немалую роль могут сыграть современные достижения химии. Яркие пластические массы создают теплоту окраски и в то же время делают ее устойчивой и долговечной [4; c. 151].

Решая проблемы технического прогресса, ученые добиваются того, чтобы на основе современных достижений химии, физики и других областей науки ускорить внедрение прогрессивных, принципиально новых технологических процессов и высокопроизводительного оборудования, найти кратчайшие пути для перехода от замены отдельных машин и станков к созданию автоматизированных и полуавтоматизированных цехов, а затем и целых предприятий [4; c. 167].

Немногим более десяти лет назад было широко распространено мнение, что переходные металлы не способны образовывать органические производные, имеющие непосредственную связь углерода с металлом. Признание ошибочности этого убеждения и того, что переходные металлы могут действительно непосредственно связываться с атомами углерода, образуя металлорганические соединения, одно из наиболее замечательных современных достижений химии.

В основу современной химии легло возникшее на рубеже ХIХ-ХХ в.в. учение о сложном строении вещества. На протяжении всех последующих лет химия как наука обогащалась новым содержанием, усиливала свое практическое влияние. Химические изделия и методы в решающей мере определяют лицо нашего мира. Все сферы жизни и деятельности людей самым тесным образом связаны с химической продукцией.

Химические продукты и процессы применяются во многих отраслях материального производства. Помимо уже названных следует отметить производства стекла, керамики, цемента, минеральных удобрений, металлургию, целлюлозно-бумажную промышленность, фармакологию и другие.

Одна из основных стратегических задач современной химии заключается в разработке новых способов конверсии вещества и энергии для крупнотоннажного безотходного производства ценных веществ.

химия наука квантовый органический

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Теоретическая основа аналитической химии. Спектральные методы анализа. Взаимосвязь аналитической химии с науками и отраслями промышленности. Значение аналитической химии. Применение точных методов химического анализа. Комплексные соединения металлов.

реферат [14,9 K], добавлен 24.07.2008

«Пробирное искусство» и история возникновение лабораторий. Творческое освоение западноевропейской химической науки. Ломоносов М.В. как химик-аналитик. Российские достижения в области химического анализа в XVIII-XIX вв. Развитие отечественной химии в XX в.

курсовая работа [74,8 K], добавлен 26.10.2013

Жизненный путь Шарля Адольфа Вюрца, его научно-исследовательская деятельность. Научные достижения Вюрца в области органической и неорганической химии: открытие альдольной конденсации, изучение гидрила меди, исследование строения фосфорноватистой кислоты.

курсовая работа [1,2 M], добавлен 04.12.2010

Вклад Ломоносова в развитие химии как науки: обоснование закона сохранения массы вещества, исследование природы газового состояния, изучение явления кристаллизации. Основные направления развития физической химии во второй половине XVIII-XX веках.

реферат [28,1 K], добавлен 26.08.2014

Происхождение термина «химия». Основные периоды развития химической науки. Типы наивысшего развития алхимии. Период зарождения научной химии. Открытие основных законов химии. Системный подход в химии. Современный период развития химической науки.

реферат [30,3 K], добавлен 11.03.2009

Источник

Выдающиеся открытия в области химии

Самые важные открытия в области химии

Здесь список важнейших открытий в области химии, которые повлияли на развитие человечества в целом, дали толчок развитию других наук, а так же развитию технических устройств. Традиционно представляется или ТОП5 или ТОП10 открытий, но данный список неразделимый, невозможно удалить что-либо из него, тогда будет несправедливо и список открытий будет не полный, так что всего на данный момент в списке 13 величайших открытий в области химии.

1. Открытие Кислорода (1770)

Джозеф Пристли обнаружил кислород, а позже, Антуан Лавуазье описывает природу элементов. Пристли использует кислород в экспериментах, и описывает его роль в процессах горения и дыхания живых существ. Затем, путем растворения сжатого воздуха в воде, он придумывает газированную воду. Пристли, не обращая внимания на важность своего открытия, называет новый газ «дефлогистированный воздух». Лавуазье дает кислороду свое название и правильно описывает его роль в процессе горения. Лавуазье затем углубляет исследования в этой области и систематизирует полученные данные.

2. Атомная теория (1808)

Джон Дальтон дает возможность увязки невидимых атомов с измеряемыми величинами, такими как объем газа или масса минерала. Его атомная теория утверждает, что все вещества состоят из мельчайших частиц, называемых атомами. Таким образом, чистый элемент состоит из одинаковых атомов, все с той же массой, а соединения веществ состоят из атомов различных элементов в сочетании друг с другом.

3. Атомы соединяются в молекулы (1811 и далее)

Итальянский химик Амедео Авогадро открыл факт того, что атомы элементов объединяются в молекулы. Авогадро доказал, что равные объемы газов при одинаковых условиях температуры и давления содержится одинаковое число молекул.

4. Синтез мочевины (1828)

Фридрих Велер случайно синтезирует мочевину из неорганических материалов, доказывая, что живые вещества могут быть воспроизведены из неживых веществ. До 1828 года считалось, что органические вещества могли только сформироваться с помощью «жизненной силы», которая присутствует в животных и растениях.

5. Химическая структура (1850)

Фридрих Кекуле определяет химическую структуру бензола, в результате чего изучение молекулярной структуры вещества выходит на передний план в области химии. Он пишет, что после многих лет изучения природы углеродных связей, он открыл кольцевую форму молекулы бензола, как змея кусает собственный хвост. Необычная структура молекулы отвечают на вопрос о том, как атомы углерода могут быть связаны с четырьмя другими атомами одновременно.

Дмитрий Менделеев доказывает, что если все 63 известных на то время элементов расположить в порядке возрастания атомных масс, их свойства повторяются в соответствии с определенными периодическими циклами. Он создает периодическую таблицу элементов и предсказывает существование элементов, которые еще не были обнаружены. Три из этих элементов открыто в течение его жизни: галлий, скандий и германий.

Хэмфри Дэви доказал, что электроэнергия изменяет химические веществ. Он использовал батарею для разделения солей, теперь этот процесс известен как электролиз.

Дж. Дж. Томсон узнает, что отрицательно заряженных частицы, испускаемые электронно-лучевыми трубками еще меньше, чем атомы. То есть суть открытия состояла в том, что материя состоит из еще более мелких частиц, чем атомы. За это Томсон получил Нобелевскую премию по физике в 1906 году.

9. Электроны в химических связях (1913 и далее)

Нильс Бор опубликовал свою модель строения атома, в которой электроны движутся в определенных орбитах вокруг ядра, а химические свойства элемента в значительной степени определяется количеством электронов ее атоме. Это открыло путь к пониманию того, как электроны участвуют в химических связях.

10. У атомов есть код света (1850)

Густав Кирхгоф и Роберт Бунзен обнаружили, что каждый элемент поглощает или излучает свет в определенных длинах волн, создавая определенный спектр.

Мария и Пьер Кюри обнаружили и извлекли радиоактивные материалы. После химического извлечения урана из урановой руды, Мария отмечает, что остаточный материал является более «активными», чем чистый уран. Она приходит к выводу о том, что руда содержит, помимо урана, новые элементы, которые также являются радиоактивными. Это приводит к открытию элемента полоний и радий.

12. Пластмассы (1869 и 1900)

Джон Уэсли Хьятт изготавливает целлулоид для использования в качестве замены слоновой кости при изготовлении бильярдных шаров. Целлулоид является первым материалом синтетической пластмассы и используется в качестве замены дорогих природных материалов, такими как слоновая кость, янтарь, рога и черепаховый панцирь. Позже Лео Бэекелэнд изобретает укрепленные пластмассы, известные как Бакелитовая мастика, вещество стало использоваться для производства грампластинок, для изоляции в электронике.

Роберт Керл, Гарольд Крото и Риком Смолли обнаруживают совершенно новый класс углеродных соединений с ажурной полой структурой. В дальнейшем эти соединения стали называть фуллеренами. Молекулы состоят исключительно из углерода и имеют форму полой сферы, эллипсоида, трубки или кольца, в настоящее время их можно получить только с помощью искусственного синтеза.

Источник

Новейшие достижения современной химии

Химики России придумали, как перерабатывать смесь всевозможных пластмассовых бутылок, а также синтезировали новый наполнитель для резин и полимеров. Водородное топливо даст вместо выхлопных газов чистую воду. Также создан аппарат, сжигающий соленую воду.

Химия постоянно развивается как наука. И не только в теоретическом аспекте. На нынешнем уровне развития человечества химические открытия приобрели огромное практическое значение в самых разных сферах человеческой деятельности. Именно поэтому инновации в химической отрасли часто выступают не изолированно, а соотносятся с другими науками, другими областями знаний и практическими сферами: физикой, биологией, экологией, утилизацией отходов, альтернативной энергетикой. В этих областях открытия в химии обычно реализуются, получают свое практическое применение.

Данная работа включает в себя беглый обзор наиболее интересных открытий в химической отрасли (выступающей в неразрывной связи с остальными) за 2004-2007 годы. Она дает некоторое представление о широком поле для исследований по химии для ученых мира, в том числе России и Беларуси, а также показаны, насколько важны инновации в этой области и насколько разнообразны сферы их применения.

Найдена управа на пластиковую напасть

Российские ученые синтезировали новый наполнитель для резин и полимеров

Топливо из фруктов

Американские ученые утверждают, что из сахара, который содержится в фруктах, можно получать новый вид топлива. По словам исследователей, это топливо с низким содержанием углерода имеет гораздо больше преимуществ, чем этанол. Открытие было сделано командой специалистов из Университета Висконсина в Мэдисоне, сообщает BBC News. Топливо из фруктозы, названное диметилфураном, способно хранить на 40% больше энергии, чем этанол. Кроме того, оно менее летучее и не так быстро испаряется. Как отмечают изобретатели, фруктозу можно получать напрямую из фруктов и растений или же добывать ее из глюкозы. Теперь ученым предстоит провести ряд исследований, чтобы выяснить, как новое топливо влияет на окружающую среду. Одновременно с открытием американских специалистов британские ученые заявили, что существующие сегодня технологии позволяют производить биологическое топливо не только из пальмового масла, но и из ряда других материалов, включая древесину, сорняки и даже пластиковые пакеты. По мнению экспертов, в ближайшие шесть лет около 30% потребляемого в Великобритании дизельного топлива придется на топливо, полученное из этих источников. И в Соединенных Штатах, и в Европе политики рассматривают биотопливо как способ сократить выбросы углекислого газа в атмосферу и уменьшить зависимость от импортируемой нефти. Однако критики полагают, что из-за биологического топлива, получаемого из зерновых, взлетят цены на продукты питания. По их мнению, возможность производить дизельное топливо из пальмового масла или этанол из кукурузы заставляет фермеров переходить на выращивание только этих культур. Джереми Томкинсон из британского Национального центра по непищевым культурам уверен, что следующее поколение биотоплива будет пригодно не только для автомобилей. Возможно, химикаты, созданные на основе растений, будут использоваться в химической индустрии, а самолеты будут заправляться биодизелем. Но сейчас основным препятствием является дороговизна процесса выработки биотоплива. Так, строительство новых производственных мощностей обойдется в десять раз дороже, чем понадобилось на возведение существующих предприятий по получению биологического топлива.

Немецкие ученые разработали технологию производства дизтоплива из пластиковых отходов

Немецкая компания Clyvia Technology GmbH разработала технологию, которая позволяет преобразовывать отходы масел и пластика, например, полиэтилен и полипропилен, в минеральное топливо. Благодаря этому будет частично решена не только энергетическая проблема, но и проблема ликвидации отходов. Об этом сообщает «Прайм-ТАСС». Процесс, разработанный компанией Clyvia, позволяет переработать неиспользуемое потенциальное сырье, около 11.6 млн. тонн отходов с большим содержанием пластика, в высококачественные горючие и топливные материалы. Инновационная технология основана на процессе фракционированной деполимеризации, который похож на крекинг сырой нефти. При температуре 400 градусов Цельсия (которая гораздо ниже той температуры, что используется при обычном крекинг-процессе, таком как пиролиз) длинные углеводородные цепочки подвергаются разделению, затем выпариваются и осаждаются в конденсаторе в виде дизельного топлива. Планируется, что технология заинтересует как частные, так и государственные компании, оказывающие услуги по ликвидации отходов, а также промышленные и коммерческие предприятия. Новый метод также очень хорошо сочетается с идеей защиты окружающей среды. Планируется, что благодаря инновационной технологии, дизельное и печное топливо станет значительно дешевле чем то, которое все сейчас покупают на АЗС или берут для отопительных систем. С тех пор, как цена на баррель сырой нефти превысила отметку 30 долл., цена на дизельное топливо, производимое из отходов, стала выгодней цены на продукты переработки нефти. И это конкурентное преимущество растет с повышением цены на сырую нефть.

Американские ученые из Университета штата Иллинойс создали новый полимер, способный к самовосстановлению поврежденных участков поверхности.

Исследования в области разработки «самозаживляющихся» материалов ведутся достаточно давно. В частности, уже существуют полимеры, в структуру которых внедрены специальные капсулы с восстанавливающим веществом. Однако у подобных полимеров есть существенный недостаток. Дело в том, что после разрыва капсулы повторное восстановление того же участка становится невозможным. Специалистам из Иллинойского университета удалось решить данную проблему.

При появлении повреждения на поверхности восстанавливающее вещество через сеть «капилляров» доставляется к нужному участку, где вступает во взаимодействие с катализатором. В результате инициируется реакция полимеризации, в процессе которой на поверхности полимера через некоторое время появляется некое подобие рубца, закрывающего трещину. При повторном повреждении того же участка весь процесс самовосстановления повторяется заново.

Не исключено, что в перспективе технология, предложенная американскими исследователями, найдет самое широкое применение. Материалы, способные к самовосстановлению, могут быть востребованы в аэрокосмической и военной отраслях, медицине, сфере биоинженерии и так далее. Впрочем, о возможных сроках коммерциализации разработанной методики сотрудники Иллинойского университета пока умалчивают.

Последняя разработка красноярских ученых еще не вышла из лаборатории, но, по некоторым прогнозам, через полвека экологи смогут вычеркнуть из «черного списка» популярный упаковочный материал.

Красноярские биофизики научились выращивать биопластатан из глюкозы, газа, бурого угля и бытовых отходов. Бактериям создают специальные условия для синтеза вещества, похожего по своим свойства на обычный пластик. Урожай снимают раз в сутки. С 5 литров специального раствора получается 100 граммов материала. Возможности новинки практически безграничны. Продукты, завернутые в биополимерную пленку, хранятся дольше. Кроме того, бутерброды можно есть, не снимая упаковку. Пленка хоть и безвкусная, но вполне съедобная. По словам исследователей, биополимеры имеют большое будущее в области медицины. С помощью этого материала можно восстанавливать костную ткань, делать сосуды и хирургическую нить.

Как выяснили исследователи, один килограмм открытого недавно минерала может нейтрализовать более полукилограмма какого-нибудь радиоактивного вещества или, например, ядерных отходов, которые образуются в отработавших ядерных реакторах. Свойства находки еще окончательно не описаны. Этим и займутся в ближайшие месяцы ученые.

Новое устройство для разложения отходов

Предложен способ переработки диоксида углерода при помощи энергии Солнца

Группа учёных из Калифорнийского университета в Сан-Диего (США) под руководством Клиффорда Кубиака предложила новый способ конвертирования диоксида углерода в монооксид углерода и кислород. С этой целью они создали устройство, способное переводить солнечное излучение в электроэнергию, которая используется для расщепления CO2. Устройство, предложенное Кубиаком с коллегами, состоит из полупроводника и двух тонких слоёв катализатора. Сначала полупроводник захватывает фотоны из солнечного излучения и, затем, переводит энергию светового излучения в электрическую. На последнем этапе электричество подаётся к никель содержащему катализатору, благодаря чему на его поверхности происходит расщепление молекулы диоксида углерода на CO и O2. На первом этапе своей работы учёные из Калифорнии использовали кремниевые полупроводники, которые не обеспечивали достаточного количества электроэнергии для проведения реакции. Недостающая часть энергии подавалась от внешнего источника тока. Теперь учёные намерены опробовать галий-фосфидный полупроводник, который обладает лучшими характеристиками по поглощению видимого света и вдвое большей шириной запрещённой энергетической зоны в сравнение с кремнием. Исследователи надеются, что вырабатываемой им энергии будет достаточно для проведения реакции без привлечения внешнего источника, сообщает официальный сайт Калифорнийского университета в Сан-Диего. Ранее, в марте 2007 года появлялось сообщение о том, что группа учёных из Германии также предложила способ получения из CO2 монооксида углерода с использованием азотсодержащих катализаторов. Однако несмотря на использование механизма сходного с фотосинтезом, в этой научной работе получение энергии для реакции от солнечного излучения только планируется. В обоих случаях учёные подчёркивали важность этих работ для переработки парникового газа в пригодный для нефтехимического синтеза реагент. Особое внимание в обоих случаях заострялось на возможности получения из CO жидких углеводородов, с помощью облагораживания которых можно получить товарные топлива.

В Беларуси разработали технологию получения нефти из ТБО

Новый шаг в защите памятников от коррозии

Отходы льнопродуктов защитят водоемы

В Всероссийском Научно-исследовательском Институте Гидротехники и Мелиорации им.А.Н.Костякова разработали методику комплексной очистки воды и почв от нефтепродуктов и тяжелых металлов на основе смеси высушенного сорбента и углерода льняной костры. Эта смесь позволяет эффективным, экономичным и экологичным образом вести очистку, а кроме того, при ее получении утилизируются отходы льнопроизводства и природный сапропель, получаемый при очистке водоемов. Известные сорбенты, получаемые из растительного сырья, в частности из отходов сельскохозяйственного производства, на основе рисовой лузги, шелухи гречихи, овса, ржи, подсолнечника, которые чрезвычайно эффективны для очистки поверхности почвы от нефтепродуктов, при этом совершенно не эффективны для очистки от тяжелых металлов. В то же время, сорбенты, эффективные в очистке от тяжелых металлов, совершенно неэффективны в отношении нефтепродуктов. Устранить этот казус и разработать сорбент для комплексной очистки воды и поверхности почвы от нефтепродуктов и тяжелых металлов, удалось исследователям Всероссийского Научно-исследовательского Института Гидротехники и Мелиорации им.А.Н.Костякова. Состав их сорбента основан на сапропеле, который содержит еще обуглероженную льняную костру при определенном соотношении компонентов. Помимо повышения эффективности комплексной очистки воды и поверхности почвы от нефтепродуктов и тяжелых металлов данный сорбент решает очень важную задачу утилизации льняной костры, которая в льнопроизводстве является необычайно летучим и опасным для дыхательных путей отходом и которая даже при ее сжигании не теряет своей летучести, и только полное обуглероживание позволяет «нейтрализовать» ее вредное воздействие. Сырой сапропель обладает высокими сорбционными качествами в отношении тяжелых металлов и органики, поскольку присутствие в нем гуминовых веществ определяет высокую емкость катионного обмена (195 мг-экв/100 г). Но внесение сырого сапропеля в почву сопряжено с рядом технических трудностей: сложно равномерно распределить пастообразную массу по поверхности почвы, высокая влажность сырого сапропеля приводит к переувлажнению почвы, а при высыхании он коагулирует и образует на поверхности почвы сплошную корку. Поэтому сырой сапропель гранулируют и высушивают. При этом его сорбционная активность резко снижается. Присутствие же углерода льняной костры (20-50%) значительно увеличивает сорбционную поверхность гранул сорбента и соответственно его сорбционную активность. Сам же уголь льняной костры проявляет высокую сорбционную активность в отношении органики, в частности нефтепродуктов. Таким образом, новый сорбент для комплексной очистки воды и поверхности почвы от нефтепродуктов и тяжелых металлов является эффективным, экономичным и экологичным сам по себе и, кроме того, при его получении утилизируются отходы льнопроизводства и природный сапропель, получаемый при очистке водоемов.

Рисовыми отходами будут мостить дороги

Отходы производства риса помогают японским ученым создавать дорожное покрытие для более тихих и качественных дорог. Покрытые новым способом дороги лучше поглощают шум, быстрее высыхают и менее чувствительны к перепадам температур, чем традиционное дорожное покрытие, утверждают сотрудники фирмы Minebea из Нагано, Япония. Они способны даже помогать в управлении движением. Покрытие содержит рисовые отруби, которые обычно отправляются на свалки или на корм скоту. Но если их смешать со смолами, получается твердый упругий материал, обладающий многими интересными свойствами. Он универсален, легок, отличается устойчивостью к трению и пористостью. Смеси с рисовыми отрубями можно добавлять к асфальту, чтобы получить надежную дорожную поверхность. Исследования дают основания считать, что «рисовый» асфальт поглощает на 25% больше шума, чем многослойные и асфальтовые дороги или поверхности с добавлением стекловолокна.

Подобные документы

Поступление газов в воду и необходимость их удаления. Предотвращение коррозии оборудования. Способы удаления газов из воды. Повышение эффективности дегазации путем десорбции. Технологические особенности деаэрации и влияние температуры. Виды аппаратов.

Источник