Czvikovszky Tibor, Mészáros László, Toldy Andrea

A fenntartható fejlődés technológiái


A leggyakrabban alkalmazott nanorészecskék

Annak ellenére, hogy az emberiség már viszonylag régóta használja a nanoszerkezetű anyagokat, és az első elektronmikroszkópot már 1931-ben megalkották, a nanokompozitok elvi leírására csak az 1970-es évek végén került sor. Ezután azonban a nanotechnológia gyors fejlődésen ment keresztül. Sorra fedezték fel a környezetben lévő nanorészecskéket, megkezdődött a nanorészecskék mesterséges előállítása is. Egyre több anyagban mutatták ki a nanoszerkezetű morfológiai egységek jelenlétét, így pontosabb magyarázatokat adva a kialakult tulajdonságokra. Természetesen ezzel párhuzamosan megjelent a nanokompozitok széles palettája is. Kezdetben a földkéregben nagy mennyiségben megtalálható réteges szerkezetű szilikátokat alkalmazták, amelyek közül kiemelkedik a montmorillonit agyagásvány (4.3/a ábra) Az montmorillonit lemezeinek vastagsága ~1 nm, míg a másik két mérete 100–1500 nm körül van. A szerkezetből adódóan a tömegre fajlagosított felület meghaladhatja a 750 m2/g-ot. Ezt az anyagot kezdetben műanyagok erősítőanyagaként alkalmazták az autóiparban, de mára az égésgátolt műanyagoknál is jelentős szerepe van. A nanotechnológiai kutatásoknak újabb lendületet adott a C60-as fullerén molekula 1986-ban történt felfedezése (Harry Kroto és munkatársai, Nobel-díj: 1996). Nem sokkal ez után Sumio Iijima 1991-ben felfedezte a szén nanocsöveket (4.3/b ábra). Ezeknek a szénatomokból felépülő cső alakú nanorészecskéknek a húzószilárdsága hozzávetőlegesen 100-szorosa az acélnak, a merevsége pedig a gyémántéhoz hasonlítható. Nem mellesleg a szén nanocsövek tömegre fajlagosított felülete elérheti az 1300 m2/g-ot. Andre Geim és Konsztantyin Szergejevics Novoszjolov 2004-ben sikeresen állítottak elő egyrétegű grafitszerkezetet, azaz a grafént, amelyet a tudóstársadalom mindaddig termodinamikailag instabilnak tartott. Felfedezésükért 2010-ben kaptak Nobel-díjat. Ezen szénalapú nanorészecskék többek között a vezetőképes anyagok előállításánál nyitottak új távlatokat, amelyek napjaink elektronikai fejlesztéseinél meghatározó szerepet játszanak. Bár a szénalapú nanorészecskéken és az agyagásványokon kívül számos nanorészecskét fedeztek fel vagy állítottak elő (fém-oxidok, kerámia nanorészecskék), jelenleg az agyagásványok és a szén nanocsövek együtt a felhasználás háromnegyedét teszik ki. A nanorészecskék mint alapanyagok tipikusan aggregátumok formájában vannak jelen, azaz olyan halmazokat alkotnak, amelyekben maguk a részecskék másodrendű kötések, illetve áthurkolódás révén kapcsolódnak egymáshoz. Ilyen aggregátumokat mutat be a 4.3. ábra.

A fenntartható fejlődés technológiái

Tartalomjegyzék


Kiadó: Akadémiai Kiadó

Online megjelenés éve: 2019

ISBN: 978 963 454 400 5

Civilizációnk megjelenési formája: a technika. Egy társadalom technikai fejlettségéből, e technika elterjedtségéből, hatékonyságából, hozzáférhetőségéből megítélhető az adott társadalom jóléte, gazdasági színvonala. Azonban ez csak a külső keret. A civilizáció teljes tartalma ennél sokkal több: annak fontos vonása a kultúra, a technika feletti szellemi műveltség. Technika és kultúra – mint a „hardver” és a „szoftver” – együtt jellemzi a civilizációt.

Nyugati, keresztény civilizációnk fejlődése az első ipari forradalom óta szinte töretlen, abból a földközi-tengeri szellemi örökségből kiindulva, amit a görög, római, zsidó, keresztény kultúra gyökereiből merítettünk. Technikai vívmányainkat az egész világ igyekszik ellesni, megtanulni, átvenni, s így gazdasági eredményeinket (pl. GDP) utolérni. Technikánk, s így jólétünk fenntarthatósága, további fejlődési lehetőségünk viszont erősen kétségessé vált az induló 21. században. Azt sem szabad elfelejtenünk, hogy a mi nyugati civilizációnk – amely számszerűleg is csak a világ egyhetedére terjed ki –, csak egy a többi (kínai, indiai, japán, arab, afrikai, dél-amerikai stb.) civilizációk között, amelyek kulturális örökségét nem becsülhetjük alá. A világ egyensúlytalansága: a „gazdagok” aránytalan pazarlása, és a „szegények” nélkülözése közötti ellentmondás nemcsak társadalmainkat osztja meg, hanem világméretű feszültségekhez vezet.

A technológiák fenntartható – így a Föld erőforrásaival és a környezettel egyensúlyban tartható – fejlődésén tehát az egész emberiség jövője múlhat. A pazarló fogyasztásnak határa kell hogy legyen. A mennyiségi fejlődés előre jelezhetően korlátozott, de a minőségi fejlődés korlátai még messze vannak. A technika szakemberei számára a szakadatlan fejlesztés és megújulás, az innováció egyre nagyobb, egyre fontosabb feladat, ha másért nem, akkor a magasabb hatékonyság, az alacsonyabb anyag- és energiafelhasználás, az újrahasznosítás, az egészséges körforgás (recycling) érdekében.

A technikatörténet tanulságaiból kiinduló és a korunk fő technológiai ágazatait áttekintő előadássorozat ezt a fejlesztési koncepciót szem előtt tartva, a mai és jövő technológiák fenntartható fejlődésébe vetett hitre alapoz.

Hivatkozás: https://mersz.hu/a-fenntarthato-fejlodes-technologiai//

BibTeXEndNoteMendeleyZotero

Kivonat
fullscreenclose
printsave