Сергей Венецкий - В мире металлов
В наши дни нитинол уже не одинок: ученым удалось разработать еще ряд двойных и тройных сплавов (медь — цинк, медь — олово, золото — кадмий, титан — кобальт, цирконий — рубидий, медь — алюминий — никель и другие), также обладающих способностью "помнить", как они выглядели в "былые времена".
"Светить — и никаких гвоздей!"
Обычная электрическая лампочка не столько светит, сколько греет: лишь несколько процентов электроэнергии превращается в свет, а львиная доля ее теряется в виде бесполезной теплоты, выделяемой лампой в окружающее пространство. Как же повысить коэффициент полезного действия электроламп?
Ученые Массачусетского технологического института (США) разработали покрытие из двуокиси титана и серебра, которое прекрасно пропускает световые лучи, но является непреодолимым препятствием для тепловых лучей. Такое покрытие, нанесенное изнутри на лампочку, нисколько не мешает ей светить, зато выделяемая спиралью теплота, отразившись от покрытия, вновь попадает на спираль, заставляя ее при этом светиться еще ярче.
Новая лампа потребляет на 60 % меньше энергии, чем обычная, а служит примерно в два — три раза дольше (2500 часов).
Золото в снегу
В последнее время геологи проявляют повышенный интерес к ботанике: многие растения как бы сигнализируют о повышенной концентрации в почве тех или иных химических элементов, а это, в свою очередь, означает, что где-то вблизи залегают соответствующие руды. По мнению ученых Геологического института Бурятского филиала Сибирского отделения АН СССР, число таких природных "сигнализаторов" можно значительно расширить: в поисках золота, например, может помочь… снег.
К этому выводу ученые пришли, проведя любопытный эксперимент: на одном из известных золотоносных участков исследователи взяли в конце зимы пробы снега из слоев, не соприкасавшихся с почвой. И что же? Чувствительные методы анализа позволили установить, что в "подопытном" снеге содержится значительно больше драгоценного металла, чем в обычном.
По всей вероятности, золото как бы "испаряется" из почвы на поверхность, причем подземные воды помогают ему преодолеть мерзлые горные породы. Вот почему бурятские геологи считают вполне перспективным метод поиска золотоносных месторождений путем анализа снега или талых вод.
Хоть видит око…
Ученые установили недавно, что одна из звезд созвездия Рака, находящаяся от Земли на расстоянии "всего" 175 световых лет, характеризуется очень высоким содержанием золота, которое составляет одну стотысячную часть массы звезды. Для сравнения укажем, что концентрация этого драгоценного металла в солнечном веществе в миллион раз меньше. На Земле на долю золота приходится одна двухсотмиллионная часть массы планеты, но оно сосредоточено главным образом в нескольких районах, в то время как для звезды, на которую обратили внимание ученые, характерно равномерное распределение золота по всей ее массе.
По подсчетам специалистов, золотые "запасы" далекой звезды достигают почти ста миллиардов тонн.
Что там — на небесах?
Один из сотрудников Вашингтонского университета опубликовал данные своих исследований, посвященных химии межзвездного пространства. Как утверждает ученый, в космосе обнаружены молекулы около 50 различных веществ. Что касается содержания отдельных химических элементов, то здесь пальма первенства принадлежит водороду.
Если содержание его в межзвездном пространстве принять за единицу, то количественные характеристики других "лидеров" выражаются следующими величинами: гелия — 0,09, кислорода — 7·10-4, углерода — 3·10-4, азота — 9·10-5, неона — 8·10-5, железа — 4·10-5, кремния и магния — по 3·10-5, серы — 1·10-5, аргона — 6·10-6, алюминия, кальция, натрия и никеля — по 2·10-6, хрома — 7·10-7, хлора — 4·10-7 и фосфора — 3·10-7. Другие элементы остались в этом "соревновании" далеко позади.
Цинк, медь и лимон
Энергетический кризис заставил заняться поисками источников энергии многие крупные научные и промышленные организации. Но от профессиональных изобретателей не отстают и любители. Так, один английский часовщик из города Киддерминстер, решил воспользоваться для этой цели… обычным лимоном. Вставив в него цинковую и медную пластинки с выводами, изобретатель получил оригинальную электрическую батарейку. В результате реакции лимонной кислоты с медью и цинком возникал ток, которым в течение нескольких месяцев питался крохотный моторчик, приводящий в движение рекламную табличку в витрине часовой мастерской. Чем не изобретение? Но вот беда: по подсчетам специалистов, чтобы обеспечить током, например, всего один телевизор, нужна батарея из десяти миллионов лимонов.
"Резиновый" сплав
Несколько лет назад английская фирма "Сьюперформ металз" разработала новый сплав на основе алюминия. Сохраняя все достоинства металла — высокую электропроводность, теплопроводность, прочность, сьюпрал (так называется сплав) обладает удивительной пластичностью: брусок из него уже при слабом нагреве можно растянуть в десять раз. Такая "растяжимость" не всякой резине по плечу!
Из нового сплава можно изготовлять изделия самой причудливой конфигурации, используя известные методы технологии формовки пластичных материалов под давлением.
Из консервных банок
С тех пор как в 1810 году англичанин Питер Дюренд получил патент на консервную банку из жести, люди употребили в пищу несметное количество консервов. Наиболее крупные страны ежегодно производят по нескольку миллиардов банок с мясом, рыбой, овощами и другими продуктами. А много ли это? Судите сами: с начала нашего летоисчисления человечество прожило лишь немногим более миллиарда минут (28 апреля 1902 года в 10 часов 40 минут время начало отсчитывать второй миллиард минут новой эры).
Но если для "хранения" прожитых минут нужны лишь крохотные уголки памяти (да и то не всегда), то с миллиардами использованных консервных банок дело обстоит значительно сложнее. Каждую секунду в мусорные ящики летят тысячи и тысячи банок. Но ведь городские свалки мусора — не безбрежный океан, способный поглотить все отходы города. К тому же банки — это не только железо, но и слой дефицитного олова. Вот почему инженеры и ученые давно ищут простые и экономичные способы утилизации этих металлов.
Щербинский завод вторичных цветных металлов и Донецкий институт "ВНИПИвторцветмет" создали установку для снятия олова с консервной жести. Непрерывным потоком банки поступают в горловину установки, которой управляет один человек. Там под действием электролиза железо вынуждено снимать оловянную "рубашку". Из этой "бани" выходят очищенная жесть (кстати, отличная шихта для сталеплавильных печей) и светлые оловянные слитки. Они снова готовы превратиться в консервную банку.
Алюминий из мусора
Существует немало проектов и уже действующих установок по извлечению ценных компонентов из отходов, поступающих на городские свалки. В некоторых установках, в частности, предусмотрено оригинальное электромагнитное устройство для "добычи" из мусора алюминия — так называемый электродинамический сепаратор. Но ведь магнитное поле не действует на алюминий? Как же с его помощью удается извлечь этот металл? Оказывается, если возбудить в алюминиевом предмете переменный ток, перемещая его в соответствующем электрическом поле, то металл на какое-то время намагничивается. В этом состоянии он и попадает в "руки" магнитов (стальные и железные предметы удаляются из общей массы тоже магнитным способом, но раньше, чем алюминий, и, разумеется, без электрической обработки).
В других установках для той же цели предусмотрен водный сепаратор: плотность воды в нем повышают добавкой минеральных веществ, и более легкие алюминиевые частицы вынуждены всплывать на поверхность. Остается их собрать и отправить на металлургический завод, где они превратятся в проволоку, ленту, фольгу и другие виды алюминиевой продукции.
"Кровоточащие" болты
Наибольшим нагрузкам в различных узлах машин и механизмов подвергаются, как правило, детали креплений и соединений. Многие из них при этом испытывают знакопеременные нагрузки, а именно на такой "работе" металл особенно сильно подвержен опасному "профессиональному заболеванию" — усталости. Порой уставший металл не выдерживает выпавших на его долю тяжких испытаний и в нем появляются микротрещины, которые затем могут стать причиной поломок и аварий.
А нельзя ли обнаружить усталость металла на ранней стадии, чтобы не допустить выхода механизма из строя? Эту задачу поставил перед собой английский изобретатель Эрик Дональд. Ему удалось найти простое и остроумное решение: он предложил высверливать болты и образовавшуюся полость заполнять яркой краской. Как только в таком болте образуется маленькая трещинка, жидкость начнет просачиваться наружу и тем самым своевременно сигнализировать о возникшей опасности.
