hu.llcitycouncil.org
Ipar

A szilícium leginnovatívabb felhasználása

A szilícium leginnovatívabb felhasználása



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.


[Kép forrása: Szerkesztette / Wikipédia]

A szilícium vitathatatlanul az egyik, ha nem, a humán tudományok evolúciójának legfontosabb eleme a modern történelem és az ipari forradalom révén. Az elemet 1824-ben fedezte fel Jöns Jacob Berzelius svéd vegyész, miután káliumforgácsokat melegített fel egy edényben, majd lemosta a maradékot és a melléktermékeket. A tartály belsejében beragadt szinte tiszta szilícium maradt.

A szilíciumot most úgy állítják elő, hogy a homokot szénnel melegítik közeledő hőmérsékletre 2200 ° C. Ez az univerzum hetedik leggyakoribb eleme, és az egyik legsokoldalúbb elem, amelyet az emberek folyamatosan használnak és alkalmaznak a termékekben.

Sütők

A jégkorszak után nem sokkal az emberiség új korszaka kezdődött. Körül Kr. E. 8000 A közel-keleti emberek már gazdálkodni kezdtek. Anyagok és élelmiszerek beáramlásával új módszereket kellett kifejleszteni annak érdekében, hogy azokat hosszú ideig tárolják. Míg a tüzet sok évvel ezelőtt használták, nagyrészt korlátlan volt és meglehetősen veszélyes. A tűz feletti ellenőrzés fokozottabb igénye miatt agyagkemencéket fejlesztettek ki. Agyag, nagy összetételű Kaolinit (Al2Si2O5 (OH) 4) hihetetlenül hőállónak bizonyult, mégis nedvesen könnyen formálható. Míg megtartották az egyszerű funkcionalitást, a kemencék kifizethetetlen erőforrásnak bizonyultak. A kemencék lehetővé tették a korai generációk számára az élelmiszerek megőrzését és a téglák megkeményedését, lehetővé téve a népesség növekedését, mivel időben strukturálisan stabil házakat lehet gyártani, amelyek nemzedékeken át fennmaradnak. Az élelmiszer- és építőanyagok nagy mennyiségű beáramlásának a jövő nemzedékei jólétének és túlélésének szerves részévé kellett válnia.

Üveg

Bár nem biztos, hogy az üveg nagy szerepet játszott az emberiség virágzásában, a korai generációk nagyban támaszkodtak a természetesen előforduló üvegre, az obszidiánra, hogy késeket, nyílhegyeket, sőt pénzt is létrehozzanak. Az első üveggyártások azonban Szíriába vezethetők vissza 5000BC.Mivel a földkéregben és a földkéregben nyilvánvalóan nagy mennyiségű szilikon található, csak idő kérdése volt, amíg valaki szemtanúja volt annak, ahogy a kőzet megolvad és üveggé keményedik. Bár az üveggyártás kezdetén óhatatlanul nehéznek bizonyult az üveggel való munka.

Az üvegolvasztókemencék meglehetősen kicsiek voltak, alig voltak olyan melegek, hogy megolvasztják az üveget. A fúvócső szíriai találmánya után azonban az üveggyártás könnyebbé, gyorsabbá és gazdaságosabbá vált. A római birodalom nagyrészt átvette az üveggyártást és az ellenőrzése alatt álló összes országban megvalósította. Az üvegiparosok új módszereket fedeztek fel az üveg erősebbé, áttekinthetőbbé és a törésekkel szemben ellenállóbbá tételéhez.

Ma az üveget gyakorlatilag az összes épületben alkalmazzák. Manapság az üveg szinte olyan erős lehet, mint az acél, elég kemény ahhoz, hogy ellenálljon a többféle golyónak, és felhasználható legyen villamos energia előállítására. Bár néhány tiszta anyagot műanyagból és még fából is fejlesztettek, az üveg továbbra is a legsokoldalúbb, így ez egyértelmű választás.

Tranzisztorok és elektronikus használat

Lehetetlen lenne megvitatni a szilícium újdonságait anélkül, hogy megemlítenénk az elektronikus világ legjelentősebb megvalósításait, még az Egyesült Államokban - Szilícium-völgyben is - nevet szerezve magának. A szilícium kifejezetten a tranzisztorokra vonatkoztatva az ember legnagyobb eredményeit - a tartós, nagy teljesítményű számítógépeket - fejlesztette.

A szilícium nem fém vagy nemfém. Ugyanahhoz a családhoz tartozik, mint a szén - a metalloid. A szilícium bemutatja a fémek és nemfémek tulajdonságait, képesek áramot továbbítani annak alapján, hogy töltve van-e vagy sem. Így „be” vagy „kikapcsolt” helyzet állítható elő, amely lehetővé teszi a bináris funkciót.

Míg az első tranzisztorok germániumból készültek, működési hőmérsékletük korlátozása és az aktuális szivárgási problémák „kikapcsolt” állapotban erősen akadályozták működési potenciáljukat. Annak ellenére, hogy a szilícium nehezebben kezelhető, a nagy tisztaságú "félvezető minőségű" szilícium lehetővé teszi, hogy az eszközök -55 és 125 ° C között működjenek, ami jelentősen javítja a számítási potenciált. 1954-ben a Bell Labs vegyésze, Morris Tanenbaum kifejlesztette az első funkcionális szilícium tranzisztort, amely örökre megváltoztatta a számítógépek világát.

Napelemek

A szilícium a tudósok és mérnökök számára egyaránt fontos fókuszpont lett. 1954 elején Daryl Chapin mérnök és Gerald Pearson fizikus egy olyan módszeren dolgoztak, amelynek során a bóratomok egy rétege n-típusú szilícium ostyákká diffundálódott, amelyek viszont nagy felületeket hoztak létre a p-n csomópontok között, amelyek kissé a felszín alatt maradtak. Egy fényforrás megvilágítása a csomópontokban erős elektromos áramot eredményezett, az Ohl által 1940-ben felfedezett fotovoltaikus hatás alapján (1940-es mérföldkő). A készülék képes volt fenntartani a közeledő hatékonyságot 6 százalék. Az új készüléket "napelemAz 1950-es éveket megelőzően a napelemeket már széleskörűen használták, energiát szolgáltatva a vidéki telefonrendszereknek és az űr műholdaknak.

Ma a szilícium gyakorlatilag minden projektben megvalósul. A szilíciumok sokoldalúsága ellenáll a hőnek, miközben megőrzi a metalloid tulajdonságokat, amelyek lehetővé tették a tranzisztorok gyártását. Most a szilícium az elektronika szerves részévé vált, miközben még mindig erőteljesen beépült az építőipari termékekbe. A szilícium a világ legsokoldalúbb anyaga, a Föld legfontosabb elemei közé tartozik. Ezzel a világ számos újítása, ha nem a legtöbb, nagyrészt a szilícium felfedezése miatt jött létre.

LÁSD MÉG: A G-Pad szilikon hüvely Gameboy gombokat ad az iPhone készülékéhez

Írta: Maverick Baker


Nézd meg a videót: How to use Quantum Physics to Make Your Dreams Your Reality. Suzanne Adams. TEDxUNO