თანამედროვე ქიმიური ტექნოლოგიების გამოყენების მაგალითები. ტრადიციული მასალები ახალი თვისებებით

თქვენი კარგი სამუშაოს გაგზავნა ცოდნის ბაზაში მარტივია. გამოიყენეთ ქვემოთ მოცემული ფორმა

სტუდენტები, კურსდამთავრებულები, ახალგაზრდა მეცნიერები, რომლებიც იყენებენ ცოდნის ბაზას სწავლასა და მუშაობაში, ძალიან მადლობლები იქნებიან თქვენი.

მასპინძლობს http://www.allbest.ru/

განათლების ფედერალური სააგენტო

ვოლგას პოლიტექნიკური ინსტიტუტი (ფილიალი) ვოლგოგრადის სახელმწიფო ტექნიკური უნივერსიტეტი

ზოგადი ქიმიური ტექნოლოგიისა და ბიოტექნოლოგიის კათედრა.

ინდივიდუალური სამუშაო

თემა: ახალი მასალები ქიმიაში და მათი გამოყენების შესაძლებლობები

დასრულებული:

სტუდენტი გრ. VE-111

კუზნეცოვა O.V.

შემოწმებულია:

ივანკინი. ო.მ.

ვოლჟსკი, 2008 წ

შესავალი

1. პოლიმერული მასალები

2. სინთეტიკური ქსოვილები

3. მასალების შენახვა და გამოცვლა

6. ოპტიკური მასალები

ბიბლიოგრაფია

შესავალი

მასალები არის ნივთიერებები, საიდანაც მზადდება სხვადასხვა პროდუქტი: პროდუქტები და მოწყობილობები, მანქანები და თვითმფრინავები, ხიდები და შენობები, კოსმოსური ხომალდები და მიკროელექტრონული სქემები, ნაწილაკების ამაჩქარებლები და ბირთვული რეაქტორები, ტანსაცმელი, ფეხსაცმელი და ა.შ. თითოეული ტიპის პროდუქტი მოითხოვს საკუთარ მასალებს კარგად განსაზღვრული მახასიათებლებით. მაღალი მოთხოვნები ყოველთვის იყო მასალების თვისებებზე.

თანამედროვე ტექნოლოგიები შესაძლებელს ხდის მრავალფეროვანი მაღალი ხარისხის მასალების წარმოებას, მაგრამ უკეთესი თვისებების მქონე ახალი მასალების შექმნის პრობლემა დღემდე აქტუალური რჩება.

სასურველი თვისებების მქონე ახალი მასალის ძიებისას მნიშვნელოვანია მისი შემადგენლობისა და სტრუქტურის დადგენა, ასევე მათი მართვის პირობების უზრუნველყოფა.

ბოლო ათწლეულების განმავლობაში საოცარი თვისებებით სინთეზირებულია მასალები, მაგალითად, კოსმოსური ხომალდებისთვის სითბოს ფარების მასალები, მაღალტემპერატურული ზეგამტარები და ა.შ. ძნელად შესაძლებელია ჩამოვთვალოთ ყველა სახის თანამედროვე მასალა. დროთა განმავლობაში მათი რიცხვი მუდმივად იზრდება.

თანამედროვე თვითმფრინავების მრავალი სტრუქტურული ელემენტი დამზადებულია კომპოზიტური პოლიმერული მასალებისგან. ერთ-ერთი ასეთი მასალა - კევლარი მნიშვნელოვანი ინდიკატორის - სიძლიერის/წონის თანაფარდობის თვალსაზრისით - აღემატება ბევრ მასალას, მათ შორის უმაღლესი ხარისხის ფოლადი.

1. პოლიმერული მასალები

პოლიმერული სინთეტიკური ქსოვილი

პლასტმასი არის მასალა, რომელიც დაფუძნებულია ბუნებრივ ან სინთეზურ პოლიმერებზე, რომლებსაც შეუძლიათ მიიღონ მოცემული ფორმა წნევის ქვეშ გაცხელებისას და სტაბილურად შეინარჩუნონ იგი გაგრილების შემდეგ. პოლიმერის გარდა, პლასტმასი შეიძლება შეიცავდეს შემავსებლებს, სტაბილიზატორებს, პიგმენტებს და სხვა კომპონენტებს. პლასტმასის სხვა სახელები ზოგჯერ გამოიყენება - პლასტმასი, პლასტმასი.

პოლიმერები აგებულია მაკრომოლეკულებისგან, რომლებიც შედგება მრავალი მცირე ძირითადი მოლეკულისგან - მონომერებისგან. მათი ფორმირების პროცესი დამოკიდებულია ბევრ ფაქტორზე, ვარიაციები და კომბინაციები, რომელთა კომბინაცია შესაძლებელს ხდის სხვადასხვა თვისებების მქონე პოლიმერული პროდუქტების მრავალი სახეობის მიღებას. მაკრომოლეკულების წარმოქმნის ძირითადი პროცესებია პოლიმერიზაცია და პოლიკონდენსაცია.

მოლეკულების სტრუქტურისა და მათი სხვადასხვა კომბინაციების შეცვლით შესაძლებელია სასურველი თვისებების მქონე პლასტმასის სინთეზირება. ამის მაგალითია სასურველი თვისებების მქონე პლასტმასის სინთეზი. მაგალითია ABS პოლიმერი. იგი შედგება სამი ძირითადი მონომერისგან: აკრილონიტრატი (A), ბუტადიენი (B) და სტირონი (C). პირველი მათგანი უზრუნველყოფს ქიმიურ წინააღმდეგობას, მეორე - ზემოქმედების წინააღმდეგობას და მესამე - სიხისტე და თერმოპლასტიკური დამუშავების სიმარტივე. ამ პოლიმერების მთავარი ღირებულებაა ლითონების შეცვლა სხვადასხვა დიზაინში.

ყველაზე პერსპექტიული მასალები მაღალი თერმული სტაბილურობით იყო არომატული და ჰეტეროარომატული სტრუქტურები ძლიერი ბენზოლის რგოლით: პოლიფენილ სულფიდი, არომატული პოლიამიდები, ფტორპოლიმერები და ა.შ. ამ მასალების მუშაობა შესაძლებელია 200-400 გრადუს ტემპერატურაზე. სითბოს მდგრადი პლასტმასის ძირითადი მომხმარებლები არიან საავიაციო და სარაკეტო ტექნოლოგიები.

2. სინთეტიკური ქსოვილები

მეოცე საუკუნის დასაწყისიდან. ქიმიურმა ტექნოლოგიებმა დაიწყეს ფოკუსირება ახალი ბოჭკოვანი მასალების შექმნაზე. დღემდე, სხვადასხვა სახის ხელოვნური ბოჭკო მზადდება ძირითადად 4 სახის ქიმიური მასალისგან: ცელულოზა (ვისკოზა), პოლიამიდი, პოლიაკრილონიტრილი და პოლიესტერები.

ტანსაცმლის მწარმოებლისთვის სინთეტიკური მასალების წარმოების მოცულობა განპირობებულია მომხმარებელთა მოთხოვნით, რომელიც ბოლო წლებში კლების ტენდენციას ავლენს. ამ მხრივ, ქიმიკოსების ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი ამოცანაა თვისებებითა და ხარისხით მიახლოება ხელოვნური მასალებიბუნებრივზე.

დღევანდელმა ინოვაციებმა გავლენა მოახდინა ბოჭკოების გეომეტრიაზე. ტექსტილის ნედლეულის მწარმოებლები ცდილობენ ძაფები რაც შეიძლება თხელი გახადონ.

გაჩნდა ღრუ ბოჭკოებიც. ისინი უკეთ ეწინააღმდეგებიან სიცივეს. თუ ასეთი ბოჭკო არ არის მრგვალი კვეთით, არამედ ოვალურია, მაშინ მისგან ქსოვილი უფრო ადვილად აშორებს ოფლს კანიდან.

სინთეტიკის ერთ-ერთი სახეობაა კევლარი. ის 5-ჯერ უფრო მდგრადია ცვეთაზე, ვიდრე ფოლადი და გამოიყენება ტყვიაგაუმტარი ჟაკეტების დასამზადებლად. მოდის დიზაინერების საყვარელი მასალა - ელასტიური - მოსახერხებელია არა მხოლოდ სპორტულ ტანსაცმელში, არამედ ყოველდღიურ კოსტიუმებშიც. არსებობს ქსოვილი, რომელიც დაფუძნებულია შუშის პატარა ბურთებზე, რომლებიც ასახავს სინათლეს. მისგან დამზადებული ტანსაცმელი კარგი დაცვაა მათთვის, ვინც ღამით გარეთ იმყოფება.

არსებობს ასტრონავტების ტანსაცმლისთვის ქსოვილის დამზადების ორიგინალური ტექნოლოგია, რომელსაც შეუძლია დაიცვას იგი ატმოსფეროს გარეთ კოსმოსური სიცივისგან და მზის მცხუნვარე სიცხისგან. ასეთი ტანსაცმლის საიდუმლო ქსოვილსა თუ ქაფში ჩადგმულ მილიონობით მიკროსკოპულ კაფსულაშია – მასაში.

თანამედროვე ქსოვილები ხშირად შედგება რამდენიმე ფენისგან, როგორიცაა ლითონის კილიტა, ნართი და ოფლის გამწმენდი ბოჭკოები.

უახლესმა ქსოვილებმა გზა გაუხსნა თანამედროვე ტანსაცმლის ტექნოლოგიას.

3. მასალების ჩანაცვლება

ძველი მასალები იცვლება ახლით. ეს ჩვეულებრივ ხდება 2 შემთხვევაში: როდესაც არის ძველი მასალის დეფიციტი და როდესაც ახალი მასალა უფრო ეფექტურია. შემცვლელ მასალას უნდა ჰქონდეს საუკეთესო თვისებები. მაგალითად, პლასტმასი შეიძლება კლასიფიცირდეს, როგორც შემცვლელი მასალები, თუმცა ძნელად შესაძლებელია ჩაითვალოს ისინი აუცილებლად ახალ მასალად. პლასტმასს შეუძლია შეცვალოს ლითონის, ხის, ტყავის და სხვა მასალები.

არანაკლებ რთულია ფერადი ლითონების ჩანაცვლების პრობლემა. ბევრი ქვეყანა მიჰყვება მათი ეკონომიკური, რაციონალური მოხმარების გზას. პლასტმასის უპირატესობები მრავალი გამოყენებისთვის საკმაოდ აშკარაა: მექანიკურ ინჟინერიაში ერთი ტონა პლასტმასი ზოგავს 5-6 ტონა ლითონს. მაგალითად, პლასტმასის ხრახნების, სიჩქარის ბორბლების და ა.შ. წარმოებაში მცირდება გადამუშავების ოპერაციების რაოდენობა, იზრდება შრომის პროდუქტიულობა 300-1000%-ით. ლითონების გადამუშავებისას მასალა გამოიყენება 70%-ით, ხოლო პლასტმასის ნაწარმის წარმოებაში - 90-95%-ით.

ხე-ტყის გამოცვლა მე-20 საუკუნის პირველ ნახევარში დაიწყო. პირველ რიგში, პლაივუდი გამოჩნდა, მოგვიანებით კი - ბოჭკოვანი და ნაწილაკების დაფა. ბოლო ათწლეულების განმავლობაში ხე შეიცვალა ალუმინისა და პლასტმასით. მაგალითებია სათამაშოები, საყოფაცხოვრებო ნივთები, ნავები, სამშენებლო კონსტრუქციები და მსგავსი. ამასთან, შეინიშნება ხე-ტყისგან დამზადებულ საქონელზე მომხმარებელთა მოთხოვნის გაზრდის ტენდენცია.

სამომავლოდ პლასტმასს კომპოზიტური მასალები ჩაანაცვლებს, რომლის განვითარებასაც დიდი ყურადღება ექცევა.

4. სუპერ ძლიერი და სითბოს მდგრადი მასალები

სხვადასხვა დანიშნულების მასალების ასორტიმენტი მუდმივად ფართოვდება. ბოლო ათწლეულში შეიქმნა ბუნებრივ-სამეცნიერო საფუძველი სასურველი თვისებების მქონე ფუნდამენტურად ახალი მასალების შესაქმნელად. მაგალითად, ფოლადი, რომელიც შეიცავს 18% ნიკელს, 8% კობალტს და 3-5% მოლიბდენს, ძალიან გამძლეა - მისთვის სიმტკიცე-სიმკვრივის თანაფარდობა რამდენჯერმე აღემატება ალუმინის და ტიტანის ზოგიერთ შენადნობს. მისი გამოყენების ძირითადი სფეროა ავიაცია და სარაკეტო ტექნოლოგია.

ახალი მაღალი სიმტკიცის ალუმინის შენადნობების ძიება გრძელდება. მათი სიმკვრივე შედარებით დაბალია და გამოიყენება შედარებით დაბალ ტემპერატურაზე - დაახლოებით 320 გრადუსამდე. ტიტანის შენადნობები მაღალი კოროზიის წინააღმდეგობით შესაფერისია მაღალი ტემპერატურის პირობებში.

არსებობს ფხვნილის მეტალურგიის შემდგომი განვითარება. ლითონის და სხვა ფხვნილების დაჭერა ერთ-ერთი პერსპექტიული გზაა დაპრესილი მასალების სიმტკიცის გაზრდისა და სხვა თვისებების გასაუმჯობესებლად.

ბოლო ათწლეულში დიდი ყურადღება ეთმობა კომპოზიტური მასალების შემუშავებას, ე.ი. მასალები, რომლებიც შედგება სხვადასხვა თვისებების კომპონენტებისგან. ასეთი მასალები შეიცავს საფუძველს, რომელშიც გამაძლიერებელი ელემენტებია განაწილებული: ბოჭკოები, ნაწილაკები და ა.შ. კომპოზიტები შეიძლება შეიცავდეს მინას, ლითონს, ხეს, ხელოვნურ მასალებს, მათ შორის პლასტმასს. კომპონენტების შესაძლო კომბინაციების დიდი რაოდენობა შესაძლებელს ხდის სხვადასხვა კომპოზიციური მასალის მიღებას.

პოლი- და ერთკრისტალური ძაფების პოლიმერულ მატრიცებთან (პოლიესტერები, ფენოლური და ეპოქსიდური ფისები) შერწყმისას მიიღება მასალები, რომლებიც სიმტკიცეში არ ჩამოუვარდება ფოლადს, მაგრამ 4-დან 5-ჯერ მსუბუქია.

მომავლის მასალა იქნება არა მხოლოდ მძიმე, არამედ მდგრადია აგრესიული გარემოს გახანგრძლივებული ზემოქმედების მიმართ.

სითბოს მდგრადი მასალების შექმნა ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი ამოცანაა თანამედროვე ქიმიური ტექნოლოგიების განვითარებაში.

დღეისათვის შემუშავებულია პერსპექტიული მეთოდები სითბოს მდგრადი მასალების წარმოებისთვის. ესენია: იონების იმპლანტაცია, ნებისმიერ ზედაპირზე; პლაზმის სინთეზი; დნობა და კრისტალიზაცია გრავიტაციის არარსებობისას; დეპონირება პოლიკრისტალურ, ამორფულ და კრისტალურ ზედაპირებზე მოლეკულური სხივების გამოყენებით; ქიმიური კონდენსაცია გაზის ფაზიდან გაბრწყინებულ პლაზმურ გამონადენში და ა.შ.

თანამედროვე ტექნოლოგიების გამოყენებით, მაგალითად, მიიღეს სილიციუმის ნიტრიდი და ვოლფრამის სილიციდი, სითბოს მდგრადი მასალები მიკროელექტრონიკისთვის. სილიციუმის ნიტრიდს აქვს შესანიშნავი ელექტრული საიზოლაციო თვისებები, თუნდაც მცირე ფენის სისქით 0,2 მიკრონიზე ნაკლები. ვოლფრამის სილიციდს აქვს ძალიან დაბალი ელექტრული წინააღმდეგობა. ეს მასალები თხელი ფირის სახით დეპონირდება ინტეგრირებული სქემების ელემენტებზე. გაფცქვნა ხორციელდება პლაზმის დეპონირებით ნაკლებად სითბოს მდგრად სუბსტრატზე მისი თვისებების შესამჩნევი ცვლილების გარეშე.

პრაქტიკული ინტერესია ახალი კერამიკული მასალების მოპოვების მეთოდი, მაგალითად, შიდა წვის ძრავის მთლიანად კერამიკული ცილინდრის ბლოკის დასამზადებლად. ეს მეთოდი მოიცავს სილიკონის შემცველი პოლიმერის ჩამოსხმას მოცემული კონფიგურაციის ყალიბში, რასაც მოჰყვება გათბობა, რომლის დროსაც პოლიმერი გარდაიქმნება სითბოს მდგრად და გამძლე სილიციუმის კარბიდად ან სილიციუმის ნიტრიდად.

ახალი ტექნოლოგიები შესაძლებელს ხდის უფრო სითბოს მდგრადი მასალების სინთეზირებას.

5. არაჩვეულებრივი თვისებების მქონე მასალები

ნიტინოლი არის ნიკელ-ტიტანის შენადნობი, რომელსაც აქვს ორიგინალური ფორმის შენარჩუნების უჩვეულო თვისება. ამიტომ, ზოგჯერ მას მეხსიერების ლითონს, ან მეხსიერების მეტალს უწოდებენ. ნიტინოლს შეუძლია შეინარჩუნოს პირვანდელი ფორმა ცივი ფორმირებისა და თერმული დამუშავების შემდეგაც. ახასიათებს სუპერ და თერმოელასტიურობა, მაღალი კოროზიის და ეროზიის წინააღმდეგობა.

თავდაპირველად, ნიტინოლის პროდუქტები უპირატესობას ასრულებდა სამხედრო მიზნებისთვის - მათ იყენებდნენ საბრძოლო თვითმფრინავებში სხვადასხვა მილსადენების დასაკავშირებლად, რომლებზეც წვდომა შეზღუდულია.

უნიკალური დიზაინი ნიტინოლის შეერთების დახმარებით ექვსი წლის წინ კოსმოსში შეიკრიბა. შედარებით გრძელი ანძის დამონტაჟება ძრავის დასამონტაჟებლად ტრადიციული მეთოდებით მოითხოვს ასტრონავტებს კოსმოსში დიდი ხნის განმავლობაში დარჩენას, რამაც შეიძლება გამოავლინოს იგი კოსმოსური გამოსხივების ზედმეტად. ნიტილის შეერთებებმა შესაძლებელი გახადა 14 მეტრიანი ანძის სწრაფად და მარტივად აწყობა.

ნიტინოლის შეერთების გამოყენებამ შეიძლება უდიდესი სარგებელი მოიტანოს არა ერთჯერადი სივრცისა და ვიწრო ორიენტირებული სამხედრო ამოცანების გადასაჭრელად, არამედ ეროვნული ეკონომიკური მიზნებისთვის. ეს არის გაზსადენები, ნავთობსადენები, ბენზინის მილსადენები, წყალსადენები. გაზის, ნავთობისა და ბენზინის მილსადენები, რომლებიც სავსეა აალებადი გაზით, ნავთობით და ბენზინით, შესაბამისად, წარმოადგენს გაზრდილ ხანძარსაწინააღმდეგო საშიშროებას და, შესაბამისად, შედუღების გამოყენება არ შეიძლება სარემონტოდ და ყველა აღდგენითი სამუშაო უნდა ჩატარდეს ხრახნიანი კავშირებისა და შესაკრავების გამოყენებით. ეს ამოცანა მნიშვნელოვნად გამარტივებულია კოროზიისადმი მდგრადი ნიტინოლის სამაჯურების გამოყენებით, რომლებიც მუშაობენ მათში შედარებით მცირე დენის გავლისას და არ არის საჭირო ღია ალი.

მედიცინაში გამოიყენება ნიტინოლის დამჭერები, შეერთებები, სპირალები. ნიტინოლის დამჭერების დახმარებით ძვლების გატეხილი ნაწილები უფრო ეფექტურად უკავშირდება ერთმანეთს. ფორმის მეხსიერების წყალობით, ნიტილის ყდის უკეთესად ფიქსირდება ღრძილში, იცავს სახსრებს გადატვირთვისგან. ნიტინოლი, რომელსაც აქვს ელასტიური დეფორმაციის უნარი 8-10%-ით, შეუფერხებლად აღიქვამს დატვირთვას, როგორც ცოცხალი კბილი და შედეგად ნაკლებად აზიანებს ღრძილებს. ნიტინოლის სპირალს შეუძლია აღადგინოს ადამიანის ორგანიზმში კონკრეტული დაავადებით დაზარალებული გემის ჯვარი.

ეჭვგარეშეა, ნიტინოლი პერსპექტიული მასალაა და მისი წარმატებული გამოყენების მრავალი სხვა მაგალითი უახლოეს მომავალში გახდება ცნობილი.

თხევადი კრისტალები არის სითხეები, რომლებსაც კრისტალების მსგავსად აქვთ თვისებების ანიზოტროპია, რომლებიც დაკავშირებულია მოლეკულების მოწესრიგებულ ორიენტაციასთან. თხევადი კრისტალების თვისებების გარე ზემოქმედებაზე ძლიერი დამოკიდებულების გამო, ისინი პოულობენ სხვადასხვა გამოყენებას ტექნოლოგიაში (ტემპერატურულ სენსორებში, ინდიკატორ მოწყობილობებში, სინათლის მოდულატორებში და ა.შ.). დღესდღეობით დისპლეის ტექნოლოგიების მსოფლიო ბაზარზე თხევადკრისტალური მოწყობილობები მხოლოდ კინესკოპებს ჩამოუვარდებათ, ხოლო ენერგოეფექტურობის თვალსაზრისით ეკრანის შედარებით მცირე ფართობის მქონე დისპლეებში მათ არ ჰყავთ კონკურენტები.

თხევადი კრისტალური ნივთიერება შედგება ორგანული მოლეკულებისგან უპირატესად მოწესრიგებული ორიენტაციის ერთი ან ორი მიმართულებით. ასეთ ნივთიერებას სითხის მსგავსად აქვს სითხე და მოლეკულების კრისტალური წესრიგი დასტურდება მისი ოპტიკური თვისებებით. არსებობს თხევადი კრისტალების სამი ძირითადი ტიპი: ნემატური, სმექტური და ქოლესტერიული.

თხევადი კრისტალების ქიმიაში ერთ-ერთი პერსპექტიული მიმართულებაა ამ სტრუქტურების რეალიზაცია პოლიმერების სინთეზში. ნემატური თხევადი კრისტალების დამახასიათებელი მოლეკულური მოწესრიგება. სწორედ ეს პრინციპი უდევს საფუძვლად ხელოვნური ბოჭკოების წარმოებას განსაკუთრებულად მაღალი დაჭიმვის სიმტკიცით, რომელსაც შეუძლია შეცვალოს მასალები თვითმფრინავის ფიუზელაჟების, ტყვიაგაუმტარი ჟილეტების და ა.შ.

6. ოპტიკური მასალები

სპილენძის მავთულის მეშვეობით გაგზავნილი ელექტრული სიგნალი თანდათან იცვლება ბევრად უფრო ინფორმაციული სინათლის სიგნალით, რომელიც ვრცელდება სინათლის გამტარ ბოჭკოებში.

კვარცის ძაფების წარმოების ტექნოლოგიების გაუმჯობესებამ შესაძლებელი გახადა მანათობელი ნაკადის დანაკარგის შემცირება დაახლოებით 100-ჯერ ათ წელზე ნაკლებ პერიოდში. კიდევ უფრო გამჭვირვალე ბოჭკოების მიღება შესაძლებელია ახალი ოპტიკური მასალებისგან, როგორიცაა, მაგალითად, ფტორის სათვალეები. ჩვეულებრივი სათვალეებისგან განსხვავებით, რომლებიც ლითონის ოქსიდების ნარევისგან შედგება, ფტორიანი სათვალეები ლითონის ფტორიდების ნაზავია.

ოპტიკურ-ბოჭკოვანი სისტემა გთავაზობთ უაღრესად დიდ შესაძლებლობებს დიდი რაოდენობით ინფორმაციის გადასაცემად დიდ დისტანციებზე. უკვე დღეს ბევრი სატელეფონო სადგური, ტელევიზია და ა.შ. წარმატებით გამოიყენე ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კომუნიკაცია.

თანამედროვე ქიმიურმა ტექნოლოგიამ მნიშვნელოვანი როლი ითამაშა არა მხოლოდ ახალი ოპტიკური მასალების - ოპტიკური ბოჭკოების შემუშავებაში, არამედ ოპტიკური მოწყობილობების მასალების შექმნაში გადართვის, გამაძლიერებელი და ოპტიკური სიგნალების შესანახად. ოპტიკური მოწყობილობები მოქმედებენ დროის ახალ მასშტაბებზე სინათლის სიგნალების დასამუშავებლად. თანამედროვე ოპტიკური მოწყობილობები იყენებენ ლითიუმის ნიობატს და გალიუმის ალუმინის არსენიდს.

ექსპერიმენტული კვლევები აჩვენებს, რომ ორგანულ სტერეოიზომერებს, თხევად კრისტალებს და პოლიაცეტილენებს აქვთ უკეთესი ოპტიკური თვისებები, ვიდრე ლითიუმის ნიობატი და ძალიან პერსპექტიული მასალებია ახალი ოპტიკური მოწყობილობებისთვის.

7. ელექტრული თვისებების მქონე მასალები

თავდაპირველად, ასეთი მასალები იყო უპირატესად სილიციუმის და გერმანიუმის ერთკრისტალები, რომლებიც შეიცავდნენ შედარებით დაბალ მინარევების კონცენტრაციას. გარკვეული პერიოდის შემდეგ, დეველოპერების ყურადღების ცენტრში მოექცა ჰელიუმის არსენიდის ერთკრისტალები, რომლებიც გაიზარდა ერთკრისტალურ ინდიუმის ფოსფიდის სუბსტრატებზე. თანამედროვე ტექნოლოგია შესაძლებელს ხდის სხვადასხვა სისქის გალიუმის არსენიდის რამდენიმე ფენის მიღებას სხვადასხვა მინარევების შემცველობით. ლაზერების და ლაზერული დისპლეის მოწყობილობების სამუშაო ერთეულები, რომლებიც გამოიყენება გრძელტალღოვან ოპტიკურ საკომუნიკაციო ხაზებში, დამზადებულია გალიუმის დარიშხანის მასალებისგან.

ახალი ნახევარგამტარული მასალების შემუშავების პროცესში მოულოდნელად აღმოაჩინეს ამორფული (არაკრისტალური) სილიციუმის ნახევარგამტარული თვისებები.

დღეისათვის აღმოაჩინეს მასალების სრულიად ახალი ჯგუფები ელექტროგამტარობით. მათი ფიზიკური თვისებები დიდწილად დამოკიდებულია ადგილობრივ სტრუქტურასა და მოლეკულურ ობლიგაციებზე. ამ მასალის ზოგიერთი ნაწილი არაორგანულია, ზოგი კი ორგანული ნაერთებია.

პოლიმერულ გამტარებლებში დიდი ბრტყელი მოლეკულები ემსახურებიან გამტარ სვეტის ელემენტებს და ქმნიან ლითონის მაკროციკლებს, რომლებიც ერთმანეთთან დაკავშირებულია კოვალენტურად შეკრული ჟანგბადის ატომებით. ასეთ ქიმიურად შემუშავებულ მოლეკულას აქვს ელექტრული გამტარობა და ეს ნამდვილი შეგრძნებაა. ლითონის ატომები და მის გარშემო მყოფი ჯგუფი პლანტურ მაკროციკლში შეიძლება შეიცვალოს და შეიცვალოს სხვადასხვა გზით. შედეგად, მიიღება სასურველი ელექტროგამტარი თვისებების მქონე პოლიმერი.

პოლიმერული დირიჟორების წარმოების ტექნოლოგია უკვე ათვისებულია და ასეთი გამტარების ჯიშების რაოდენობა იზრდება. გარკვეული რეგენტების გავლენით პოლიპარაფენილენი, პარაფენილენ სულფიდი, პოლიპიროლი და სხვა პოლიმერები იძენენ ელექტროგამტარ თვისებებს.

ზოგიერთ მყარ მასალაში იონური მოძრავი სტრუქტურით, იონების მობილურობა შედარებულია სითხეში იონების მოძრაობასთან. მსგავსი მასალები გამოიყენება მეხსიერების მოწყობილობებში, დისპლეებში, სენსორებში და როგორც ელექტროლიტები და ელექტროდები ბატარეებში.

თანამედროვე მიკროელექტრონული ტექნოლოგიებისა და უაღრესად მგრძნობიარე აღჭურვილობის შექმნისას გამოიყენება სხვადასხვა მასალები ანიზოტროპული ელექტრული, მაგნიტური და ოპტიკური თვისებებით. ასეთ თვისებებს ფლობენ იონური კრისტალები, ორგანული მოლეკულური კრისტალები, ნახევარგამტარები და მრავალი სხვა მასალა.

თანამედროვე ტექნოლოგია შესაძლებელს ხდის მასალის მიღებას შუშის სახით, მაგრამ არა დიელექტრიკული თვისებებით, არამედ მეტალის გამტარობით ან ნახევარგამტარული თვისებებით. ეს ტექნოლოგია ემყარება სითხის სწრაფ გაყინვას, გაზის ფაზის კონდენსაციას ძალიან ცივ ზედაპირზე ან იონების იმპლანტაციას მყარი ნივთიერების ზედაპირზე.

ამრიგად, თანამედროვე ტექნოლოგიების გამოყენებით, შესაძლებელია ახალი მასალების მიღება უჩვეულო თვისებების კომპლექტით.

8. მაღალი ტემპერატურის ზეგამტარები

სუპერგამტარები არის ნივთიერებები, რომლებიც გადადიან ზეგამტარ მდგომარეობაში კრიტიკულ ტემპერატურაზე დაბალ ტემპერატურაზე.

ბევრ ნივთიერებას აქვს ზეგამტარი თვისება: მეტალების დაახლოებით ნახევარი (მაგალითად, ნიკელ-ტიტანის შენადნობი კრიტიკული ტემპერატურით 9,8 K), რამდენიმე ასეული შენადნობები და მეტალთაშორისი ნაერთები.

ზეგამტარობა აღმოაჩინეს პოლიმერულ ნივთიერებებში. ეს ყველაფერი მოწმობს იმაზე, რომ ბევრ მინერალს აქვს ზეგამტარობის თვისება, მაგრამ მათი კრიტიკული ტემპერატურა დიდხანს რჩებოდა შედარებით დაბალი.

1986 წლის ბოლოს მნიშვნელოვანი აღმოჩენა გაკეთდა: აღმოჩნდა, რომ სპილენძსა და ჟანგბადზე დაფუძნებული ზოგიერთი მყარი ნაერთი გადადის ზეგამტარ მდგომარეობაში 90 კ-ზე მეტ ტემპერატურაზე. ამ ფენომენს უწოდებენ მაღალტემპერატურულ ზეგამტარობას.

მაცივრების გამოყენება, როგორიცაა თხევადი ქსენონი, აუცილებლად იწვევს დიზაინის სირთულეს, რომელიც მოიცავს სუპერგამტარ მასალებს. ეს არის მაღალი ტემპერატურის ზეგამტარი მასალების ფართოდ დანერგვის შეფერხების ერთ-ერთი მიზეზი.

ათ წელზე მეტი ხნის წინ აღმოჩენილი მაღალი ტემპერატურის გამტარობა ჰპირდება უამრავ მაცდურ პერსპექტივას როგორც ფუნდამენტური მეცნიერების სფეროში, ასევე წმინდა ტექნიკური პრობლემების გადაჭრაში. მსოფლიოს წამყვანი მკვლევარების ძალისხმევა მიმართული იყო ახალი მასალების მოპოვებასა და მათი სტრუქტურის შესწავლაზე. კვლევა გრძელდება, ვერც ერთმა მათგანმა ჯერ ვერ შეძლო ზეგამტარობის პრობლემის გადაჭრა ზოგადად, მაგრამ თითოეული ეხმარება მის გაგებას. ნივთიერების კრისტალურ სტრუქტურაში ბევრი მნიშვნელოვანი და საინტერესო რამ იქნა აღმოჩენილი.

9. ლითონორგანული ნაერთების დისოციაციის მასალები

ბოლოდროინდელი ექსპერიმენტული კვლევების შედეგებმა აჩვენა, რომ რიგი მეტალურ-ორგანული ნაერთების თერმული დისოციაციის შედეგად წარმოიქმნება სხვადასხვა მყარი ფორმის სუფთა ლითონები უნიკალური თვისებებით. ეს ორგანული მეტალის ნაერთები მოიცავს:

კარბონილები - W (CO) , Mo (CO) , Fe (CO) , Ni (CO) ,

ლითონის აცეტილაცეტონატები -

როდიუმის დიკარბონილაცეტონატი -

აირისებრ მდგომარეობაში მყოფი ეს ნაერთები ხასიათდება მაღალი ცვალებადობით. 100-150C-მდე გაცხელებისას იშლება. თერმული დისოციაციის შედეგად, სუფთა ლითონის ფაზა შეიძლება მიღებულ იქნას სხვადასხვა შედედებული ფორმით: წვრილი ფხვნილები, ლითონის ულვაშები, არაფოროვანი თხელი ფენიანი მასალები, ფიჭური მეტალონი, ლითონის ბოჭკოები და ქაღალდი.

მაღალ დისპერსიული ფხვნილები შედგება მცირე ზომის ნაწილაკებისგან - 1 - 3 მიკრონი და გამოიყენება ცერმეტების - ლითონის კომპოზიციების დასამზადებლად ფხვნილის მეტალურგიით მიღებული ოქსიდებით, ნიტრიდებით, ბორიდებით.

მეტალის ფიტილები არის ულვაშები, რომელთა დიამეტრი 0.5 - 2.0 μm და სიგრძე 5 - 50 μm. ლითონის ულვაშები პრაქტიკულ ინტერესს წარმოადგენს ახალი კომპოზიციური მასალების ლითონის ან პლასტმასის მატრიცით სინთეზისთვის.

არაფოროვანი თხელი ფენიანი მასალები გამოირჩევა ატომური შეფუთვის მაღალი სიმკვრივით. სინათლის არეკვლის თვალსაზრისით, ეს მასალა უახლოვდება ვერცხლს.

ფიჭური ლითონები წარმოიქმნება ლითონის დეპონირების დროს, ლითონის ორგანული ნაერთების ორთქლების ნებისმიერი მასალის ფორებში შეღწევის შედეგად. ამ გზით იქმნება ფიჭური ლითონის სტრუქტურა.

10. ინფორმაციის შესანახად თხელი ფენიანი მასალები

ნებისმიერი ელექტრონული კომპიუტერი, მათ შორის პერსონალური კომპიუტერი, შეიცავს ინფორმაციის შესანახ მოწყობილობას - შესანახ მოწყობილობას, რომელსაც შეუძლია დიდი რაოდენობით ინფორმაციის დაგროვება და შენახვა.

თანამედროვე მაღალი ტევადობის მაგნიტური შესანახი მოწყობილობების დამზადება ეფუძნება თხელი ფენიანი მასალების გამოყენებას. ახალი მაგნიტური მასალების გამოყენებისა და მაგნიტური შესანახი მოწყობილობის ყველა თხელი ფილმის ელემენტების დამზადების ტექნოლოგიის გაუმჯობესების შედეგად, ინფორმაციის ჩაწერის ზედაპირის სიმკვრივე ხუთჯერ გაიზარდა შედარებით მოკლე დროში.

ზედაპირის მაღალი სიმკვრივით ჩაწერა ხორციელდება მატარებელზე, რომლის სამუშაო ფენა წარმოიქმნება თხელფენიანი კობალტის შემცველი მასალისგან.

ჩაწერის მაღალი სიმკვრივე შეიძლება განხორციელდეს მხოლოდ გადამყვანების დახმარებით, რომელთა თხელი ფირის მაგნიტური ბირთვის მასალა ხასიათდება მაღალი გაჯერების მაგნიტური ინდუქციით და მაღალი მაგნიტური გამტარიანობით. მაღალმგრძნობიარე თხელი ფირის ელემენტი გამოიყენება მაღალი სიმკვრივის ჩაწერილი ინფორმაციის რეპროდუცირებისთვის და ელექტრული წინააღმდეგობა იცვლება მაგნიტურ ველში. ასეთ ელემენტს მაგნიტორეზისტენტულს უწოდებენ. ის იშლება მაღალი გამტარი მაგნიტური მასალისგან, როგორიცაა პერმალოი.

ამრიგად, თხელფილიანი მაგნიტური მასალების გამოყენებით მაღალი სიმძლავრის ინფორმაციის შესანახი მოწყობილობების წარმოებაში უკვე რეალიზებულია ინფორმაციის ჩაწერის საკმაოდ მაღალი სიმკვრივე. ასეთი დისკების მოდერნიზაციით და ახალი მასალების დანერგვით, ჩვენ უნდა ველოდოთ ინფორმაციის სიმკვრივის შემდგომ ზრდას, რაც ძალიან მნიშვნელოვანია თანამედროვე განვითარებისთვის. ტექნიკური საშუალებებიინფორმაციის ჩაწერა, დაგროვება და შენახვა.

ბიბლიოგრაფია

1. ს.ხ. კარპენკოვი. თანამედროვე საბუნებისმეტყველო მეცნიერების ცნებები. მოსკოვი. 2001 წ

2. ხომჩენკო გ.პ. ქიმია უნივერსიტეტებში შესასვლელად. - უმაღლესი სკოლა, 1985. - 357გვ.

3. ფურმერი ი.ე. ზოგადი ქიმიური ტექნოლოგია. - მ.: უმაღლესი სკოლა, 1987. - 334გვ.

4. ლახტინ იუ.მ., ლეონტიევა ვ.პ. მასალების მეცნიერება. -- M.: Mashinostroenie, 1990 წ

მასპინძლობს Allbest.ru-ზე

მსგავსი დოკუმენტები

ახალი მიმართულებები პოლიმერული ქიმიის განვითარებაში, სასურველი თვისებების მქონე პოლიმერების სინთეზი. მოწესრიგებული მიკროსტრუქტურების ფორმირება ბლოკის და შემთხვევითი სტრუქტურის კოპოლიმერებში. ექსპერიმენტული კვლევების შედეგები, სამრეწველო გამოყენების პერსპექტივა.

რეზიუმე, დამატებულია 04/03/2011


ბიოდეგრადირებადი (ბიოდეგრადირებადი) პოლიმერების მახასიათებლები – მასალები, რომლებიც ნადგურდებიან ბუნებრივი (მიკრობიოლოგიური და ბიოქიმიური) პროცესების შედეგად. ბიოდეგრადირებადი პოლიმერების თვისებები, წარმოების მეთოდები და გამოყენების სფეროები.

რეზიუმე, დამატებულია 05/12/2011


კომპოზიციური მასალების მოწინავე ტიპების გამოყენების მნიშვნელობა, გარკვეული თვისებების მქონე კომპოზიტური მასალების ჩამოსხმა. პოლიბუტილენ ტერეფტალატის ფიზიკური და მექანიკური თვისებები მოდიფიცირებულია რკინისა და მისი ოქსიდის უაღრესად დისპერსიული ნარევით.

სტატია, დამატებულია 03/03/2010


ნანოკომპოზიტური მასალების ზოგადი მახასიათებლები: მეტაფიზიკური თვისებების ანალიზი, გამოყენების ძირითადი სფეროები. მეტამასალის თავისებურებების გათვალისწინება, შექმნის მეთოდები. ნანონაწილაკების ფიზიკური, ელექტრონული და ფოტოფიზიკური თვისებების გაცნობა.

რეზიუმე, დამატებულია 27/09/2013


ტერმინის შესახებ „ულტრასუფთა მასალები“. სპეციალური სისუფთავის მასალების კლასიფიკაციის მეთოდები. სუფთა ფერადი ლითონების მიღება. ფერადი ლითონების თანამგზავრები მადნებში. იონის გაცვლა. დასუფთავების მასალების ქიმიური მეთოდების გამოყენება ფიზიკურის ნაცვლად.

რეზიუმე, დამატებულია 02/27/2003


არაორგანული და ორგანული წარმოშობის მასალების ქიმიური წინააღმდეგობა. არაორგანული სტრუქტურული მასალების სახეები: სილიკატური, კერამიკული, შემკვრელის მასალები. ორგანული სამშენებლო მასალები: პლასტმასი, რეზინი, რეზინი, ხე.

რეზიუმე, დამატებულია 09/04/2011


სინთეზური პოლიმერების მედიცინაში გამოყენების სფეროები. იმპლანტაციისთვის გამოყენებული მასალები. ფიზიოლოგიურად აქტიური წყალში ხსნადი პოლიმერები. მედიცინაში გამოყენებული პოლიაკრილამიდის გელების (PAAG) სტრუქტურა. PAAG-ის კლინიკური გამოყენების შედეგები.

რეზიუმე, დამატებულია 01/09/2012


ბაზალტის პლასტმასი - XXI საუკუნის პოლიმერული კომპოზიტური მასალები. ბაზალტის და მინის ძაფების ქიმიური შემადგენლობა. პოლიმერული ანტიოქსიდანტის სინთეზი სხვადასხვა ფუნქციური დანიშნულებით. თერმომგრძნობიარე კოპოლიმერები. კომპოზიტური საფარის მიღება.

რეზიუმე, დამატებულია 04/05/2009


გრაფიტის კრისტალური სტრუქტურა და ფენების ურთიერთგანლაგების სქემა ექვსკუთხა სტრუქტურაში. ნახშირბად-გრაფიტის მასალების კლასიფიკაცია და მათი დამზადება მყარი ნახშირბადის მასალებისგან (ანტრაციტი, გრაფიტი, კოქსი) და შემკვრელები (პინი, ფისი).

რეზიუმე, დამატებულია 04/27/2011


პოლიეთილენი, პლასტმასი, ქაფიანი რეზინი არის ხელოვნური (სინთეზური) მასალები, რომლებიც შექმნილია ადამიანის მიერ ქიმიის მეცნიერების დახმარებით. პლასტმასის გამოყენება ლითონის ელექტრო სადენებზე დამცავი საფარის შესაქმნელად. მასალები დამცავი კოსტიუმების წარმოებისთვის.

ტექნოლოგია ამ სიტყვის ფართო გაგებით გაგებულია, როგორც წარმოების მეთოდებისა და საშუალებების მეცნიერული აღწერა ნებისმიერ ინდუსტრიაში.

მაგალითად, ლითონის დამუშავების მეთოდები და საშუალებები ლითონის ტექნოლოგიის საგანია, მანქანებისა და აპარატების წარმოების მეთოდები და საშუალებები მექანიკური ინჟინერიის ტექნოლოგიის საგანია.

მექანიკური ტექნოლოგიის პროცესები, პირველ რიგში, ეფუძნება მექანიკურ მოქმედებას, რომელიც იცვლება გარეგნობაან დამუშავებული ნივთიერებების ფიზიკური თვისებები, მაგრამ არ ახდენს გავლენას მათ ქიმიურ შემადგენლობაზე.

ქიმიური ტექნოლოგიური პროცესები მოიცავს ნედლეულის ქიმიურ დამუშავებას ქიმიურ და ფიზიკურ-ქიმიურ მოვლენებზე დაფუძნებული, რომლებიც კომპლექსური ხასიათისაა.

ქიმიური ტექნოლოგია - მეცნიერება ბუნებრივი ნედლეულის ქიმიური გადამუშავების ყველაზე ეკონომიური და ეკოლოგიურად სუფთა მეთოდების საქონელად და წარმოების საშუალებებად.

დიდმა რუსმა მეცნიერმა მენდელეევმა ქიმიურ და მექანიკურ ტექნოლოგიებს შორის განსხვავებები ასე განმარტა: „... იმიტაციით დაწყებული, ნებისმიერი მექანიკური ქარხნის ბიზნესი შეიძლება გაუმჯობესდეს მისი ყველაზე ძირითადი პრინციპებითაც კი, თუ არის მხოლოდ ყურადღება და სურვილი, მაგრამ ამავე დროს, ერთი რამ, წინასწარი ცოდნის გარეშე, წარმოუდგენელია ქიმიური ქარხნების პროგრესი, არ არსებობს და ალბათ არც არასდროს იარსებებს“.

თანამედროვე ქიმიური ტექნოლოგია

თანამედროვე ქიმიური ტექნოლოგია, საბუნებისმეტყველო და ტექნიკური მეცნიერებების მიღწევების გამოყენებით, სწავლობს და ავითარებს ფიზიკურ და ქიმიურ პროცესებს, მანქანებსა და აპარატებს, ამ პროცესების განხორციელების ოპტიმალურ გზებს და აკონტროლებს მათ სხვადასხვა ნივთიერებების, პროდუქტების, მასალების სამრეწველო წარმოებაში.

მეცნიერებისა და მრეწველობის განვითარებამ გამოიწვია ქიმიური მრეწველობის რაოდენობის მნიშვნელოვანი ზრდა. მაგალითად, ამჟამად მხოლოდ ნავთობისგან იწარმოება დაახლოებით 80000 სხვადასხვა ქიმიური პროდუქტი.

ერთი მხრივ, ქიმიური წარმოების ზრდამ და მეორე მხრივ ქიმიურ და ტექნიკურ მეცნიერებათა განვითარებამ შესაძლებელი გახადა ქიმიურ-ტექნოლოგიური პროცესების თეორიული საფუძვლების შემუშავება.

ცეცხლგამძლე არალითონური და სილიკატური მასალების ტექნოლოგია;

სინთეზური ბიოლოგიურად აქტიური ნივთიერებების, ქიმიური ფარმაცევტული და კოსმეტიკური საშუალებების ქიმიური ტექნოლოგია;

ორგანული ნივთიერებების ქიმიური ტექნოლოგია;

პოლიმერების ტექნოლოგია და დამუშავება;

ქიმიური წარმოების ძირითადი პროცესები და ქიმიური კიბერნეტიკა;

ბუნებრივი ენერგიის მატარებლების და ნახშირბადის მასალების ქიმიური ტექნოლოგია;

არაორგანული ნივთიერებების ქიმიური ტექნოლოგია.

ქიმიური ტექნოლოგია და ბიოტექნოლოგია მოიცავს მეთოდების, მეთოდებისა და საშუალებების ერთობლიობას ნივთიერებების მისაღებად და მასალების შესაქმნელად ფიზიკური, ფიზიკურ-ქიმიური და ბიოლოგიური პროცესების გამოყენებით.

ქიმიური ტექნოლოგია:

ქიმიური ტექნოლოგიის განვითარების ანალიზი და პროგნოზები;

ახალი პროცესები ქიმიურ ტექნოლოგიაში;

არაორგანული ნივთიერებებისა და მასალების ტექნოლოგია;

ნანოტექნოლოგიები და ნანომასალები;

ორგანული ნივთიერებების ტექნოლოგია;

კატალიზური პროცესები;

ნავთობქიმია და ნავთობის გადამუშავება;

პოლიმერული და კომპოზიტური მასალების ტექნოლოგია;

მადნის, ტექნოგენური და მეორადი ნედლეულის ღრმა დამუშავების ქიმიური და მეტალურგიული პროცესები;

იშვიათი, გაფანტული და რადიოაქტიური ელემენტების ქიმია და ტექნოლოგია;

დახარჯული ბირთვული საწვავის გადამუშავება, ბირთვული ნარჩენების განთავსება;

ეკოლოგიური პრობლემები. დაბალი ნარჩენების და დახურული ტექნოლოგიური სქემების შექმნა;

ქიმიური ტექნოლოგიის პროცესები და მოწყობილობები;

მედიკამენტების, საყოფაცხოვრებო ქიმიკატების ტექნოლოგია;

ბუნებრივი და ტექნოგენური სფეროს მონიტორინგი;

მყარი საწვავის და ბუნებრივი განახლებადი ნედლეულის ქიმიური დამუშავება;

ქიმიური ტექნოლოგიების ეკონომიკური პრობლემები;

ქიმიური კიბერნეტიკა, მოდელირება და ქიმიური წარმოების ავტომატიზაცია;

ტოქსიკურობის პრობლემები, ქიმიური წარმოების უსაფრთხოების უზრუნველყოფა. შრომის უსაფრთხოება და ჯანმრთელობა;

ქიმიური წარმოების ანალიტიკური კონტროლი, პროდუქციის ხარისხი და სერტიფიცირება;

მაკრომოლეკულური ნაერთების ქიმიური ტექნოლოგია

რადიაციულ-ქიმიური ტექნოლოგია (RCT) არის ზოგადი ქიმიური ტექნოლოგიის დარგი, რომელიც ეძღვნება მაიონებელი გამოსხივების (IR) გავლენის ქვეშ მიმდინარე პროცესების შესწავლას და ამ უკანასკნელის უსაფრთხო და ეკონომიურ ეკონომიკაში გამოყენების მეთოდების შემუშავებას. , ასევე შესაბამისი მოწყობილობების (მოწყობილობები, დანადგარები) შექმნა.

RCT გამოიყენება სამომხმარებლო საქონლისა და წარმოების საშუალებების მისაღებად, მასალებისა და მზა პროდუქტებისთვის გაუმჯობესებული ან ახალი საოპერაციო თვისებების მისაცემად, სასოფლო-სამეურნეო წარმოების ეფექტურობის გასაზრდელად, გარკვეული ეკოლოგიური პრობლემების გადასაჭრელად და ა.შ.

1. 1. შესავალი3
2. 2. ქიმიური მრეწველობა3
3. 3. ქიმიური ტექნოლოგია7
4. 4. დასკვნა8

ლიტერატურა 9

შესავალი

ქიმიური მრეწველობა არის ინდუსტრიის მეორე წამყვანი ფილიალი ელექტრონიკის შემდეგ, რომელიც ყველაზე სწრაფად უზრუნველყოფს სამეცნიერო და ტექნოლოგიური პროგრესის მიღწევების დანერგვას ეკონომიკის ყველა სფეროში და ხელს უწყობს თითოეულ ქვეყანაში საწარმოო ძალების განვითარების დაჩქარებას. თანამედროვე ქიმიური მრეწველობის მახასიათებელია ძირითადი მეცნიერების ინტენსიური ინდუსტრიების ორიენტაცია (ფარმაცევტული, პოლიმერული მასალები, რეაგენტები და უაღრესად სუფთა ნივთიერებები), აგრეთვე პარფიუმერიის და კოსმეტიკური პროდუქტების, საყოფაცხოვრებო ქიმიკატების და ა.შ. უზრუნველყოს ადამიანის ყოველდღიური საჭიროებები და მისი ჯანმრთელობა.

ქიმიური მრეწველობის განვითარებამ გამოიწვია ეროვნული ეკონომიკის ქიმიიზაციის პროცესი. იგი გულისხმობს ინდუსტრიული პროდუქტების ფართოდ გავრცელებას, ქიმიური პროცესების სრულ დანერგვას ეკონომიკის სხვადასხვა სექტორში. დაფუძნებულია ისეთი ინდუსტრიები, როგორიცაა ნავთობგადამამუშავებელი, თბოელექტროტექნიკა (გარდა ატომური ელექტროსადგურებისა), რბილობი და ქაღალდი, შავი და ფერადი მეტალურგია, სამშენებლო მასალების წარმოება (ცემენტი, აგური და ა.შ.), ისევე როგორც მრავალი კვების მრეწველობა. გამოყენება -ვანიის ქიმიური პროცესები ორიგინალური ნივთიერების სტრუქტურების შეცვლისას. ამასთან, მათ ხშირად სჭირდებათ თავად ქიმიური მრეწველობის პროდუქტები, ე.ი. რითაც ასტიმულირებს მის დაჩქარებულ განვითარებას.

ქიმიური მრეწველობა

ქიმიური მრეწველობა არის ინდუსტრია, რომელიც მოიცავს ნახშირწყალბადების, მინერალური და სხვა ნედლეულის პროდუქტების წარმოებას მისი ქიმიური დამუშავების გზით. მსოფლიოში ქიმიური მრეწველობის მთლიანი წარმოება დაახლოებით 2 ტრილიონია. დოლარი.2004 წელს რუსეთში ქიმიური და ნავთობქიმიური მრეწველობის სამრეწველო წარმოების მოცულობამ 528,156 მილიონი რუბლი შეადგინა.

ინდუსტრიული რევოლუციის დაწყებისთანავე ქიმიური მრეწველობა ცალკე ინდუსტრიად იქცა. გოგირდმჟავას წარმოების პირველი ქარხნები, ადამიანის მიერ გამოყენებული მინერალური მჟავებიდან ყველაზე მნიშვნელოვანი, აშენდა 1740 წელს (დიდი ბრიტანეთი, რიჩმონდი), 1766 წელს (საფრანგეთი, რუანი), 1805 წელს (რუსეთი, მოსკოვის რეგიონი), ქ. 1810 წელი (გერმანია, ლაიფციგი). განვითარებადი ტექსტილის და მინის მრეწველობის მოთხოვნილებების დასაკმაყოფილებლად წარმოიშვა სოდა ნაცარი. პირველი სოდა მცენარეები გამოჩნდა 1793 წელს (საფრანგეთი, პარიზი), 1823 წელს (დიდი ბრიტანეთი, ლივერპული), 1843 წელს (გერმანია, Schönebeck-on-Elbe), 1864 წელს (რუსეთი, ბარნაული). განვითარებით XIX საუკუნის შუა წლებში. ხელოვნური სასუქის მცენარეები გამოჩნდა სოფლის მეურნეობაში: 1842 წელს დიდ ბრიტანეთში, 1867 წელს გერმანიაში, 1892 წელს რუსეთში.

ნედლეულის კავშირებმა, ინდუსტრიის ადრეულმა გაჩენამ ხელი შეუწყო დიდი ბრიტანეთის, როგორც მსოფლიო ლიდერის წარმოქმნას ქიმიურ წარმოებაში, მე-19 საუკუნის სამი მეოთხედის განმავლობაში. მე-19 საუკუნის ბოლოდან გერმანია ხდება ლიდერი ქიმიურ ინდუსტრიაში ორგანულ ნივთიერებებზე ეკონომიკის მზარდი მოთხოვნით. წარმოების კონცენტრაციის სწრაფი პროცესის, სამეცნიერო და ტექნოლოგიური განვითარების მაღალი დონის, აქტიური სავაჭრო პოლიტიკის წყალობით, გერმანია XX საუკუნის დასაწყისისთვის. იპყრობს ქიმიური პროდუქტების მსოფლიო ბაზარს. შეერთებულ შტატებში ქიმიური მრეწველობის განვითარება დაიწყო უფრო გვიან, ვიდრე ევროპაში, მაგრამ 1913 წლისთვის, ქიმიური პროდუქტების წარმოების თვალსაზრისით, შეერთებულმა შტატებმა დაიკავა და მას შემდეგ იკავებდა პირველ ადგილს მსოფლიოში სახელმწიფოებს შორის. ამას ხელს უწყობს უმდიდრესი მინერალური რესურსები, განვითარებული სატრანსპორტო ქსელი და ძლიერი შიდა ბაზარი. მხოლოდ 1980-იანი წლების ბოლოსათვის ევროკავშირის ქვეყნების ქიმიურმა მრეწველობამ ზოგადად გადააჭარბა წარმოების მოცულობას აშშ-ში.

ცხრილი 1

ქიმიური მრეწველობის ქვესექტორები

ქვესექტორი
არაორგანული ქიმია	ამიაკის წარმოება, სოდის წარმოება, გოგირდმჟავას წარმოება
Ორგანული ქიმია	აკრილონიტრილი, ფენოლი, ეთილენის ოქსიდი, კარბამიდი
კერამიკა	სილიკატების წარმოება
პეტროქიმია	ბენზოლი, ეთილენი, სტირონი
აგროქიმია	სასუქები, პესტიციდები, ინსექტიციდები, ჰერბიციდები
პოლიმერები	პოლიეთილენი, ბაკელიტი, პოლიესტერი
ელასტომერები	რეზინი, ნეოპრენი, პოლიურეთანი
ასაფეთქებელი ნივთიერებები	ნიტროგლიცერინი, ამონიუმის ნიტრატი, ნიტროცელულოზა
ფარმაცევტული ქიმია	მედიკამენტები: სინთომიცინი, ტაურინი, რანიტიდინი...
პარფიუმერია და კოსმეტიკა	კუმარინი, ვანილინი, კამფორი

ქიმიური მრეწველობის ყველა სპეციფიკური მახასიათებელი, რომელიც აღინიშნა, ამჟამად დიდ გავლენას ახდენს ინდუსტრიის სტრუქტურაზე. ქიმიურ მრეწველობაში იზრდება მაღალი ღირებულების მეცნიერული ინტენსიური პროდუქტების წილი. სტაბილიზდება ან თუნდაც მცირდება მრავალი სახის მასობრივი პროდუქციის წარმოება, რომელიც მოითხოვს ნედლეულის, ენერგიის, წყლის დიდ ხარჯებს და არის გარემოსთვის სახიფათო. თუმცა, სტრუქტურული კორექტირების პროცესები განსხვავებულად მიმდინარეობს ცალკეულ სახელმწიფოებსა და რეგიონებში. ეს შესამჩნევად აისახება მსოფლიოს ინდუსტრიების გარკვეული ჯგუფების გეოგრაფიაზე.

მსოფლიოს ეკონომიკის განვითარებაზე და ადამიანთა საზოგადოების ყოველდღიური ცხოვრების პირობებზე უდიდესი გავლენა იქონია XX საუკუნის მეორე ნახევარში. პოლიმერული მასალები, მათი დამუშავების პროდუქტები.

პოლიმერული მასალების მრეწველობა. მსოფლიოს განვითარებულ ქვეყნებში ქიმიური მრეწველობის პროდუქციის ღირებულების 30-დან 45%-მდე მოდის მასზე და ნახშირწყალბადების საწყისი ტიპების სინთეზისთვის, მათგან ნახევრად პროდუქტების წარმოებაზე. ეს არის მთელი ინდუსტრიის საფუძველი, მისი ბირთვი, რომელიც მჭიდროდ არის დაკავშირებული თითქმის ყველა ქიმიურ ინდუსტრიასთან. საწყისი ნახშირწყალბადების, ნახევრად პროდუქტების და თავად პოლიმერების მისაღებად ნედლეული ძირითადად ნავთობი, ასოცირებული და ბუნებრივი აირია. მათი მოხმარება ამ ფართო ასორტიმენტის წარმოებისთვის შედარებით მცირეა: მსოფლიოში წარმოებული ნავთობის მხოლოდ 5-6% და ბუნებრივი აირის 5-6%.

პლასტმასის და სინთეტიკური ფისოვანი მრეწველობა. სინთეზური ფისები ძირითადად გამოიყენება ქიმიური ბოჭკოების დასამზადებლად, ხოლო პლასტმასი ყველაზე ხშირად სამშენებლო საწყისი მასალაა. ეს წინასწარ განსაზღვრავს მათ გამოყენებას მრეწველობის, სამშენებლო, ისევე როგორც მათგან დამზადებული პროდუქტების ყოველდღიურ ცხოვრებაში. ბოლო ათწლეულების განმავლობაში შეიქმნა პლასტმასის მრავალი სახეობა, მათი ბრენდებიც კი. არსებობს სამრეწველო პლასტმასის მთელი კლასი მექანიკური ინჟინერიის ყველაზე კრიტიკული პროდუქტებისთვის (ფტორპლასტიკა და ა.შ.).

ქიმიურმა ბოჭკოვანი ინდუსტრიამ რევოლუცია მოახდინა მთელ მსუბუქ ინდუსტრიაში. 30-იან წლებში. ქიმიური ბოჭკოების როლი ტექსტილის სტრუქტურაში უმნიშვნელო იყო: მათგან 30% იყო მატყლი, დაახლოებით 70% ბამბა და მცენარეული წარმოშობის სხვა ბოჭკოები. ქიმიური ბოჭკოები სულ უფრო ხშირად გამოიყენება ტექნიკური მიზნებისთვის. მათი გამოყენების ფარგლები ეკონომიკაში და საყოფაცხოვრებო მოხმარებაში მუდმივად იზრდება.

სინთეტიკური რეზინის მრეწველობა. მსოფლიოში მოთხოვნა რეზინის პროდუქტებზე (მხოლოდ ავტომობილების საბურავები იწარმოება ყოველწლიურად 1 მილიარდი) სულ უფრო მეტად არის უზრუნველყოფილი სინთეზური რეზინის გამოყენებით. მას შეადგენს ბუნებრივი და სინთეზური რეზინის მთლიანი წარმოების 2/3. ამ უკანასკნელის წარმოებას აქვს მთელი რიგი უპირატესობები (ქარხნების ასაშენებლად ნაკლები ხარჯები, ვიდრე პლანტაციების შესაქმნელად; ნაკლები შრომის ხარჯები მისი ქარხნული წარმოებისთვის; დაბალი ფასი ბუნებრივ კაუჩუკთან შედარებით და ა.შ.). ამიტომ, მისი გამოშვება განვითარდა 30-ზე მეტ შტატში.

მინერალური სასუქების ინდუსტრია. აზოტის, ფოსფორის და კალიუმის სასუქების გამოყენება დიდწილად განსაზღვრავს სოფლის მეურნეობის განვითარების დონეს ქვეყნებსა და რეგიონებში. მინერალური სასუქები ქიმიური მრეწველობის ყველაზე მასობრივი წარმოების პროდუქტებია.

ფარმაცევტული ინდუსტრია სულ უფრო მნიშვნელოვანი ხდება მსოფლიოს მზარდი მოსახლეობის ჯანმრთელობის დასაცავად. მის პროდუქტებზე მზარდი მოთხოვნა განპირობებულია:

1) მოსახლეობის სწრაფი დაბერება, უპირველეს ყოვლისა, მსოფლიოს მრავალ ინდუსტრიულ ქვეყანაში, რაც მოითხოვს სამედიცინო პრაქტიკაში ახალი კომპლექსური პრეპარატების დანერგვას;

2) გულ-სისხლძარღვთა და ონკოლოგიური დაავადებების ზრდა, აგრეთვე ახალი დაავადებების (შიდსი) გაჩენა, რომელთა წინააღმდეგ ბრძოლა უფრო და უფრო ეფექტურ პრეპარატებს მოითხოვს;

3) ახალი თაობის წამლების შექმნა მიკროორგანიზმების ძველ ფორმებთან ადაპტაციის გამო.

რეზინის მრეწველობა. ამ ინდუსტრიის პროდუქტები სულ უფრო მეტად არის ორიენტირებული მოსახლეობის საჭიროებების დაკმაყოფილებაზე.

გარდა მრავალი საყოფაცხოვრებო რეზინის პროდუქტისა (ფარდაგები, სათამაშოები, შლანგები, ფეხსაცმელი, ბურთები და ა.შ.), რომელიც გახდა ჩვეულებრივი სამომხმარებლო საქონელი, იზრდება მოთხოვნა რეზინის კომპონენტებზე მრავალი სახის საინჟინრო პროდუქტზე. ეს მოიცავს უსაფუძვლო სატრანსპორტო საშუალებებს: მანქანების საბურავებს, ველოსიპედებს, ტრაქტორებს, თვითმფრინავის შასიებს და ა.შ. რეზინის პროდუქტები, როგორიცაა მილსადენები, შუასადებები, იზოლატორები და სხვა, აუცილებელია მრავალი სახის პროდუქტისთვის. ეს ხსნის რეზინის პროდუქტების ფართო ასორტიმენტს (ის აღემატება 0,5 მილიონ პროდუქტს).

ინდუსტრიის ყველაზე მასიური წარმოების პროდუქტებს შორის გამოირჩევა საბურავების (საბურავების) წარმოება სხვადასხვა სახის ტრანსპორტისთვის. ამ პროდუქტების გამომუშავება განისაზღვრება მსოფლიოში წარმოებული მანქანების რაოდენობით, რომელიც შეფასებულია თითოეული მათგანის მრავალ ათეულ მილიონ ერთეულზე. საბურავების წარმოება მოიხმარს ნატურალური და სინთეზური რეზინის 3/4-ს, სინთეტიკური ბოჭკოების მნიშვნელოვანი ნაწილი, რომელიც გამოიყენება საკაბელო ქსოვილის - საბურავის კარკასის წარმოებისთვის. გარდა ამისა, რეზინის, როგორც შემავსებლის მისაღებად, საჭიროა სხვადასხვა სახის ჭვარტლი - ასევე ქიმიური მრეწველობის ერთ-ერთი დარგის პროდუქტი - ჭვარტლი. ეს ყველაფერი განაპირობებს რეზინის მრეწველობის მჭიდრო ურთიერთობას ქიმიური მრეწველობის სხვა დარგებთან.

ქვეყნის ეკონომიკის განვითარების დონე შეიძლება ვიმსჯელოთ ქიმიური მრეწველობის განვითარების დონით. იგი ამარაგებს ეკონომიკას ნედლეულითა და მასალებით, შესაძლებელს ხდის ახალი ტექნოლოგიური პროცესების გამოყენებას ეკონომიკის ყველა სექტორში. ქიმიური მრეწველობის შიდა ინდუსტრიული შემადგენლობა ძალიან რთულია:

1) ძირითადი ქიმია,

2) ორგანული სინთეზის ქიმია.

ფარმაცევტიკა, ფოტოქიმია, საყოფაცხოვრებო ქიმიკატები, პარფიუმერია მიეკუთვნება წვრილ ქიმიას და შეუძლია გამოიყენოს როგორც ორგანული, ასევე არაორგანული ნედლეული. ქიმიური მრეწველობის სექტორთაშორისი კავშირები ფართოა - არ არსებობს ეკონომიკის ისეთი სექტორი, რომელთანაც იგი არ იყოს დაკავშირებული. სამეცნიერო კომპლექსი, ელექტროენერგეტიკა, მეტალურგია, საწვავის მრეწველობა, მსუბუქი მრეწველობა - ქიმია - ტექსტილის მრეწველობა, სოფლის მეურნეობა, კვების მრეწველობა, მშენებლობა, საინჟინრო, სამხედრო-სამრეწველო კომპლექსი. ქიმიურ მრეწველობას შეუძლია გამოიყენოს სხვადასხვა ნედლეული: ნავთობი, გაზი, ქვანახშირი, ხე, მინერალები, ჰაერიც კი. ამიტომ ქიმიური საწარმოები ყველგან შეიძლება განთავსდეს. ქიმიური მრეწველობის გეოგრაფია ფართოა: კალიუმის სასუქების წარმოება მიზიდულია ნედლეულის მოპოვების სფეროებისკენ, აზოტის სასუქების წარმოება - მომხმარებლისთვის, პლასტმასის, პოლიმერების, ბოჭკოების, რეზინის წარმოება - გადამუშავების სფეროებში. ნავთობის ნედლეულის. ქიმიური მრეწველობა არის სამეცნიერო და ტექნოლოგიური რევოლუციის ერთ-ერთი წამყვანი ფილიალი, მანქანათმშენებლობასთან ერთად, ეს არის თანამედროვე ინდუსტრიის ყველაზე დინამიური ფილიალი.

განლაგების ძირითადი მახასიათებლები მექანიკური ინჟინერიის განთავსების მახასიათებლების მსგავსია; მსოფლიო ქიმიურ მრეწველობაში განვითარდა 4 ძირითადი რეგიონი. მათგან ყველაზე დიდი - დასავლეთ ევროპა. განსაკუთრებით სწრაფად რეგიონის ბევრ ქვეყანაში, ქიმიურმა მრეწველობამ განვითარება დაიწყო მეორე მსოფლიო ომის შემდეგ, როდესაც ნავთობქიმიამ დაიწყო ლიდერობა ინდუსტრიის სტრუქტურაში. შედეგად, ნავთობქიმიური და ნავთობგადამამუშავებელი ცენტრები განლაგებულია საზღვაო პორტებში და ნავთობსადენების მაგისტრალური მარშრუტებზე.

მეორე ყველაზე მნიშვნელოვანი რეგიონია შეერთებული შტატები, სადაც ქიმიური მრეწველობა ხასიათდება დიდი მრავალფეროვნებით. საწარმოების ადგილმდებარეობის ძირითად ფაქტორს ნედლეულის ფაქტორი წარმოადგენდა, რამაც დიდწილად განაპირობა ქიმიური წარმოების ტერიტორიული კონცენტრაცია. მესამე რეგიონი აღმოსავლეთ და სამხრეთ-აღმოსავლეთ აზიაა, განსაკუთრებით მნიშვნელოვან როლს ასრულებს იაპონია (იმპორტირებული ნავთობის მძლავრი ნავთობქიმიით). ასევე იზრდება ჩინეთისა და ახლად ინდუსტრიული ქვეყნების მნიშვნელობა, რომლებიც სპეციალიზირებულნი არიან ძირითადად სინთეზური პროდუქტებისა და ნახევარფაბრიკატების წარმოებაში.

მეოთხე რეგიონია დსთ-ს ქვეყნები, რომლებსაც აქვთ მრავალფეროვანი ქიმიური მრეწველობა, რომელიც ორიენტირებულია როგორც ნედლეულზე, ასევე ენერგეტიკულ ფაქტორებზე.

ქიმიური ტექნოლოგია

ქიმიური ტექნოლოგია არის მეცნიერება ნედლეულისა და შუალედური პროდუქტების ქიმიური დამუშავების პროცესებისა და მეთოდების შესახებ.

გამოდის, რომ ნივთიერებების დამუშავებასა და წარმოებასთან დაკავშირებული ყველა პროცესი, მიუხედავად მათი გარეგანი მრავალფეროვნებისა, იყოფა რამდენიმე მონათესავე, მსგავს ჯგუფად, თითოეულ მათგანში გამოიყენება მსგავსი აპარატები. სულ 5 ასეთი ჯგუფია - ეს არის ქიმიური, ჰიდრომექანიკური, თერმული, მასის გადაცემის და მექანიკური პროცესები.

ნებისმიერ ქიმიურ წარმოებაში ჩვენ ვხვდებით ერთდროულად ყველა ან თითქმის ყველა ჩამოთვლილ პროცესს. განვიხილოთ, მაგალითად, ტექნოლოგიური სქემა, რომელშიც პროდუქტი C მიიღება ორი საწყისი თხევადი კომპონენტისგან A და B რეაქციის მიხედვით: A + B-C.

საწყისი კომპონენტები გადის ფილტრში, რომელშიც ისინი იწმინდება მყარი ნაწილაკებისგან. შემდეგ ისინი ტუმბოს რეაქტორში, წინასწარ თბება რეაქციის ტემპერატურამდე სითბოს გადამცვლელში. რეაქციის პროდუქტები, მათ შორის კომპონენტები და მინარევები, რომლებიც არ რეაგირებდნენ, იგზავნება გამოსაყოფად დისტილაციის სვეტში. სვეტის სიმაღლის გასწვრივ, ხდება კომპონენტების მრავალჯერადი გაცვლა მომდინარე სითხესა და ქვაბიდან ამომავალ ორთქლს შორის. ამ შემთხვევაში, ორთქლები გამდიდრებულია კომპონენტებით, რომლებსაც აქვთ უფრო დაბალი დუღილის წერტილი, ვიდრე პროდუქტი. სვეტის ზედა ნაწილიდან გამომავალი კომპონენტების წყვილი კონდენსირებულია დეფლეგმატორში. კონდენსატის ნაწილი უბრუნდება რეაქტორს, ხოლო მეორე ნაწილი (ნახველი) იგზავნება დისტილაციის სვეტის სარწყავად. სუფთა პროდუქტი ამოღებულია ქვაბიდან, გაცივდება ნორმალურ ტემპერატურამდე სითბოს გადამცვლელში.

ქიმიური საინჟინრო პროცესების თითოეული ჯგუფის შაბლონების ჩამოყალიბებამ მწვანე შუქი გაუხსნა ქიმიურ ინდუსტრიას. ყოველივე ამის შემდეგ, ახლა ნებისმიერი, უახლესი ქიმიური წარმოების გაანგარიშება ხდება ცნობილი მეთოდების მიხედვით და თითქმის ყოველთვის შესაძლებელია მასობრივი წარმოების მოწყობილობების გამოყენება.

ქიმიური ტექნოლოგიის სწრაფი განვითარება გახდა ჩვენი ქვეყნის ეროვნული ეკონომიკის ქიმიიზაციის საფუძველი. იქმნება ქიმიური წარმოების ახალი დარგები და რაც მთავარია, ქიმიური ტექნოლოგიების პროცესები და აპარატურა ფართოდ ინერგება ეროვნული ეკონომიკის სხვა დარგებში და ყოველდღიურ ცხოვრებაში. ისინი საფუძვლად უდევს სასუქების, სამშენებლო მასალების, ბენზინის და სინთეტიკური ბოჭკოების წარმოებას. ნებისმიერი თანამედროვე წარმოება, რაც არ უნდა აწარმოოს - მანქანები, თვითმფრინავები თუ საბავშვო სათამაშოები, არ არის სრულყოფილი ქიმიური ტექნოლოგიის გარეშე.

ერთ-ერთი ყველაზე საინტერესო პრობლემა, რომელიც უახლოეს მომავალში ქიმიური ტექნოლოგიის დახმარებით გადაიჭრება, არის მსოფლიო ოკეანის რესურსების გამოყენება. ოკეანის წყალი შეიცავს ადამიანისათვის აუცილებელ თითქმის ყველა ელემენტს. მასში 5,5 მილიონი ტონა ოქრო და 4 მილიარდი ტონა ურანი, დიდი რაოდენობით რკინა, მანგანუმი, მაგნიუმი, კალა, ტყვია, ვერცხლი და სხვა ელემენტებია, რომელთა მარაგი ხმელეთზე იწურება. მაგრამ ამისთვის აუცილებელია ქიმიური ტექნოლოგიის სრულიად ახალი პროცესებისა და აპარატების შექმნა.

დასკვნა

ქიმიური მრეწველობა, ისევე როგორც მექანიკური ინჟინერია, ერთ-ერთი ყველაზე რთული ინდუსტრიაა მისი სტრუქტურის მიხედვით. იგი ნათლად განასხვავებს ნახევრად პროდუქტის მრეწველობას (ძირითადი ქიმია, ორგანული ქიმია), ძირითადი (პოლიმერული მასალები - პლასტმასი და სინთეტიკური ფისები, ქიმიური ბოჭკოები, სინთეზური კაუჩუკი, მინერალური სასუქები), გადამამუშავებელი (ლაქების და საღებავების სინთეზური საღებავები, ფარმაცევტული, ფოტოქიმიური, რეაგენტები, საყოფაცხოვრებო ქიმიკატები, რეზინის პროდუქტები). მისი პროდუქციის ასორტიმენტი შეადგენს დაახლოებით 1 მილიონ პროდუქტს, ტიპებს, ტიპებს, ბრენდებს.

ქიმიური ტექნოლოგია არის მეცნიერება ბუნებრივი ნედლეულის სამომხმარებლო პროდუქტად და შუალედურ პროდუქტად გადამუშავების ყველაზე ეკონომიური და ეკოლოგიურად სუფთა მეთოდებისა და საშუალებების შესახებ.

იგი იყოფა არაორგანული ნივთიერებების ტექნოლოგიად (მჟავების, ტუტეების, სოდა, სილიკატური მასალების, მინერალური სასუქების, მარილების და ა.შ. წარმოება) და ორგანული ნივთიერებების ტექნოლოგიად (სინთეზური რეზინი, პლასტმასი, საღებავები, სპირტები, ორგანული მჟავები და ა.შ.);

ბიბლიოგრაფია

1. 1. დორონინ A.A. ამერიკელი ქიმიკოსების ახალი აღმოჩენა. / კომერსანტი, No56, 2004 წ
   1. 2. Kilimnik A. B. ფიზიკური ქიმია: სახელმძღვანელო. ტამბოვი: ტამბოვის გამომცემლობა. სახელმწიფო ტექ. un-ta, 2005. 80 გვ.
   2. 3. Kim A.M., Organic Chemistry, 2004 წ
      1. 4. Perepelkin K. E. პოლიმერული კომპოზიტები ქიმიური ბოჭკოების საფუძველზე, მათი ძირითადი ტიპები, თვისებები და გამოყენება / ტექნიკური ტექსტილი No. 13, 2006 წ.
   3. 5. ტრევენ ვ.ფ. ორგანული ქიმია: სახელმძღვანელო უნივერსიტეტებისთვის 2 ტომად. - მ.: აკადემიკოსი, 2004. - V.1. - 727 გვ., ტ.2. - 582 გვ.

ყველა მასწავლებელს სურს, რომ მისმა საგანმა დიდი ინტერესი გამოიწვიოს სკოლის მოსწავლეებში, რათა მოსწავლეებმა შეძლონ არა მხოლოდ დაწერონ ქიმიური ფორმულები და რეაქციის განტოლებები, არამედ გაიგონ სამყაროს ქიმიური სურათი, შეძლონ ლოგიკურად აზროვნება, რათა ყოველი გაკვეთილი იყოს დღესასწაული, მცირე წარმოდგენა, რომელიც სიხარულს მოაქვს მოსწავლეებსა და მასწავლებელს. ჩვენ შეჩვეულები ვართ, რომ გაკვეთილზე მასწავლებელი ეუბნება, მოსწავლე კი უსმენს და სწავლობს. მზა ინფორმაციის მოსმენა სწავლების ერთ-ერთი ყველაზე არაეფექტური გზაა. ცოდნის თავიდან თავში გადატანა მექანიკურად (გაგონილი - ნასწავლი) შეუძლებელია. ბევრს ეჩვენება, რომ თქვენ უბრალოდ უნდა აიძულოთ სტუდენტი მოუსმინოთ და საქმე მაშინვე შეუფერხებლად წავა. თუმცა, სტუდენტი, ისევე როგორც ნებისმიერი ადამიანი, დაჯილდოებულია თავისუფალი ნებისყოფით, რომლის იგნორირება არ შეიძლება. ამიტომ შეუძლებელია ამ ბუნებრივი კანონის დარღვევა და მათი დამორჩილება თუნდაც კეთილი მიზნებისთვის. ამ გზით სასურველი შედეგის მიღწევა შეუძლებელია.

აქედან გამომდინარეობს, რომ აუცილებელია მოსწავლე გახდეს სასწავლო პროცესის აქტიური მონაწილე. მოსწავლეს შეუძლია ინფორმაციის სწავლა მხოლოდ საკუთარი აქტივობით საგნისადმი ინტერესით. ამიტომ მასწავლებელმა უნდა დაივიწყოს ინფორმატორის როლი, მან უნდა შეასრულოს მოსწავლის შემეცნებითი აქტივობის ორგანიზატორის როლი.

შესაძლებელია მოსწავლის მიერ ახალი მასალის შემუშავების სხვადასხვა სახის აქტივობის გამოყოფა: მატერიალური, მატერიალიზებული და ინტელექტუალური. მატერიალური აქტივობა გაგებულია, როგორც აქტივობა კვლევის ობიექტთან. ქიმიისთვის ასეთი ობიექტი არის ნივთიერება, ე.ი. ქიმიის გაკვეთილებზე მატერიალური აქტივობა არის ცდების ჩატარება. ექსპერიმენტები შეიძლება ჩატარდეს მოსწავლეების მიერ ან აჩვენოს მასწავლებელმა.

მატერიალიზებული აქტივობა არის აქტივობა მასალის მოდელებით, ფორმულებით, ცხრილებით, ციფრული, გრაფიკული მასალებით და ა.შ. ქიმიაში ეს არის აქტივობა მოლეკულების მატერიალური მოდელებით, კრისტალური გისოსებით, ქიმიური ფორმულებით, ქიმიური ამოცანების გადაჭრა, ფიზიკური რაოდენობების შედარება, რომლებიც ახასიათებს შესასწავლ ნივთიერებებს. ნებისმიერი გარეგანი აქტივობა (ხელებით აქტივობა) აისახება ტვინში, ე.ი. გადადის შინაგან სიბრტყეში, ინტელექტუალურ საქმიანობაში. ექსპერიმენტების ჩატარება, ქიმიური ფორმულების და განტოლებების შედგენა, ციფრული მასალის შედარება, მოსწავლე აკეთებს დასკვნებს, ახდენს ფაქტების სისტემატიზაციას, ადგენს გარკვეულ მიმართებებს, აკეთებს ანალოგიებს და ა.შ.

ასე რომ, მასწავლებელმა უნდა მოაწყოს მოსწავლისთვის გაკვეთილზე ყველა სახის საგანმანათლებლო და შემეცნებითი აქტივობა. აუცილებელია, რომ მოსწავლის საგანმანათლებლო და შემეცნებითი აქტივობა შეესაბამებოდეს იმ სასწავლო მასალას, რომელიც უნდა ისწავლოს. აუცილებელია, რომ აქტივობის შედეგად მოსწავლემ დამოუკიდებლად გააკეთოს გარკვეული დასკვნები, რათა თავად შექმნას ცოდნა.

დიდაქტიკის ყველაზე მნიშვნელოვანი პრინციპია ცოდნის დამოუკიდებელი შექმნის პრინციპი, რომელიც მდგომარეობს იმაში, რომ ცოდნა არ არის მიღებული სტუდენტის მიერ დასრულებული ფორმით, არამედ იქმნება მის მიერ მასწავლებლის მიერ ორგანიზებული გარკვეული შემეცნებითი აქტივობის შედეგად. .

მოსწავლის მიერ ცოდნის უმცირესი მარცვლის საკუთარი თავის აღმოჩენა დიდ სიამოვნებას ანიჭებს, საშუალებას აძლევს შეიგრძნოს თავისი შესაძლებლობები, აამაღლებს მას საკუთარ თვალში. მოსწავლე ამტკიცებს საკუთარ თავს, როგორც პიროვნებას. მოსწავლე ინახავს ემოციების ამ პოზიტიურ დიაპაზონს მეხსიერებაში, ცდილობს ისევ და ისევ განიცადოს იგი. ასე რომ, არსებობს ინტერესი არა მხოლოდ საგნის მიმართ, არამედ რაც უფრო ღირებულია - შემეცნების პროცესში - კოგნიტური ინტერესი. მოსწავლეთა შემეცნებითი და შემოქმედებითი ინტერესების განვითარებას ხელს უწყობს სხვადასხვა ტიპის ტექნოლოგიები: კომპიუტერული ტექნოლოგია, პრობლემაზე დაფუძნებული და კვლევითი სწავლის ტექნოლოგია, თამაშის სწავლის ტექნოლოგია და ტესტების გამოყენება.

1. კომპიუტერული ტექნოლოგია

კომპიუტერული და მულტიმედიური ტექნოლოგიების გამოყენება დადებით შედეგს იძლევა ახალი მასალის ახსნაში, სხვადასხვა სიტუაციების მოდელირებაში, საჭირო ინფორმაციის შეგროვებაში, ZUN-ის შეფასებაში და ა.შ. და ასევე საშუალებას გაძლევთ პრაქტიკაში გამოიყენოთ სწავლების ისეთი მეთოდები, როგორიცაა: ბიზნეს თამაშები, პრობლემის გადაჭრა. სავარჯიშოები, პრეზენტაციები და სხვა. კომპიუტერული ტექნოლოგია შესაძლებელს ხდის ინფორმაციის ისეთი მოცულობის ქონას, რომელიც არ გააჩნიათ მასწავლებლებს, რომლებიც ეყრდნობიან სწავლების ტრადიციულ მეთოდებს. მულტიმედიური სასწავლო პროგრამები იყენებს ანიმაციას და ხმის აკომპანიმენტს, რომლებიც ერთდროულად მოქმედებენ მოსწავლის რამდენიმე საინფორმაციო არხზე, აძლიერებენ აღქმას, ხელს უწყობენ მასალის ათვისებას და დამახსოვრებას. გაკვეთილებზე ვიყენებ სხვადასხვა პროგრამებს დისკებზე, რომლებიც მეხმარება ახალი ან ძველი თემების ახსნაში, მიღებული ცოდნის კონსოლიდაციასა და სისტემატიზაციაში. ერთი გაკვეთილის მაგალითი. თემა: „ჟანგბადის ქვეჯგუფი, მახასიათებელი. ჟანგბადის მიღება. გაკვეთილზე გამოყენებული იქნა მულტიმედიური პროექტორი, სადაც ეკრანზე აჩვენეს ექსპერიმენტები, რომელთა დემონსტრირება შეუძლებელია სკოლის ლაბორატორიაში. ეკრანზე ასევე შეიქმნა რამდენიმე მაგიდა. ბავშვებს სთხოვეს ანალიზი, შედარება და დასკვნის გაკეთება. ზემოაღნიშნულიდან ვასკვნით, რომ კომპიუტერული ტექნოლოგია ზრდის განათლების დონეს და იწვევს მოსწავლეთა ინტერესს საგნის მიმართ.

2. პრობლემაზე დაფუძნებული სწავლის ტექნოლოგია

პრობლემაზე დაფუძნებული სწავლის ტექნოლოგია გულისხმობს პრობლემური სიტუაციების შექმნას მასწავლებლის ხელმძღვანელობით და სტუდენტების აქტიურ დამოუკიდებელ საქმიანობას მათ გადასაჭრელად, რის შედეგადაც ხდება ცოდნის, უნარების, შესაძლებლობების შემოქმედებითი დაუფლება და განვითარება. გონებრივი შესაძლებლობები. საკლასო ოთახში პრობლემური სიტუაციები შეიძლება წარმოიშვას ყველაზე მოულოდნელად. მაგალითად, მე-8 კლასში, თემის „ელექტროუარყოფითობის“ შესწავლისას მოსწავლემ დაისვა კითხვა: წყალბადი ანიჭებს ელექტრონებს ლითიუმს თუ პირიქით? კლასელებმა უპასუხეს, რომ ლითიუმი იძლევა ელექტრონებს, რადგან მას უფრო დიდი ატომური რადიუსი აქვს. მაშინვე სხვა სტუდენტმა ჰკითხა: "რაში გადაიქცევა წყალბადი მაშინ?" მოსაზრებები გაიყო: ზოგი თვლიდა, რომ წყალბადის ატომი, ელექტრონის დამატებით, გადაიქცა ჰელიუმის ატომად, რადგან მას ორი ელექტრონი ჰქონდა, ზოგი კი არ ეთანხმებოდა ამას, ამტკიცებდა, რომ ჰელიუმს აქვს ბირთვული მუხტი +2, ხოლო ამ ნაწილაკს აქვს +1. . რა არის ეს ნაწილაკი? შეიქმნა პრობლემური სიტუაცია, რომლის მოგვარებაც შესაძლებელია იონების კონცეფციის გაცნობით. საკლასო ოთახში პრობლემური ვითარება თავად მასწავლებელს შეუძლია შექმნას. გაკვეთილის მაგალითი. თემა: „მარტივი და რთული ნივთიერებები“. მასწავლებელი აწვდის მოსწავლეს საქმიანობის ფართო სფეროს: სვამს პრობლემურ კითხვებს, სთავაზობს მარტივი და რთული ნივთიერებების დაწერას სხვადასხვა ნივთიერების სიიდან დამოუკიდებლად და მიჰყავს მოსწავლეს, თავისი ცხოვრებისეული გამოცდილებით, წინა გაკვეთილების ცოდნით, შეეცადოს. მარტივი და რთული ნივთიერებების ცნების ჩამოყალიბება. მოსწავლე თავისთვის ქმნის ცოდნას, ამიტომ ინტერესი უჩნდება არა მხოლოდ საგნის, არამედ შემეცნების პროცესის მიმართ.

3. სასწავლო ტექნოლოგიის კვლევა

სკოლის მოსწავლეების კვლევითი საქმიანობა არის საძიებო ხასიათის მოქმედებების ერთობლიობა, რომელიც იწვევს უცნობი ფაქტების, თეორიული ცოდნისა და საქმიანობის მეთოდების აღმოჩენას. ამ გზით სტუდენტები ეცნობიან ქიმიის კვლევის ძირითად მეთოდებს, ეუფლებიან ახალი ცოდნის დამოუკიდებლად შეძენის უნარს, მუდმივად მიმართავენ თეორიას. საბაზისო ცოდნის მოზიდვა პრობლემური სიტუაციების გადასაჭრელად გულისხმობს სტუდენტების როგორც ზოგადსაგანმანათლებლო, ისე სპეციალური უნარების ჩამოყალიბებას და გაუმჯობესებას (ქიმიური ექსპერიმენტების ჩატარება, დაკვირვებული მოვლენების კორელაცია მოლეკულების, ატომების, იონების მდგომარეობის ცვლილებასთან, სააზროვნო ქიმიური ექსპერიმენტის ჩატარება, სიმულაცია. პროცესების არსი და ა.შ.) . კვლევა შეიძლება განხორციელდეს ახალი ცოდნის მოპოვების, განზოგადების, უნარების შეძენის, მიღებული ცოდნის გამოყენების, კონკრეტული ნივთიერებების, ფენომენების, პროცესების შესწავლის მიზნით. ასე რომ, მე-9 კლასში თემის „აზოტმჟავას მარილები“ ​​შესწავლისას ვიყენებ კვლევითი სამუშაოს ელემენტებს. კვლევა მოიცავს: თეორიული ანალიზის ჩატარებას; ნივთიერებებისა და მათი თვისებების მიღების პროგნოზირების მეთოდები; ექსპერიმენტული შემოწმებისა და მისი განხორციელების გეგმის შედგენა; დასკვნის ფორმულირება. გამოდის ლოგიკური ჯაჭვი: თეორიული ანალიზი - პროგნოზირება - ექსპერიმენტი. მაიკლ ფარადეიმ თქვა: „არცერთ მეცნიერებას არ სჭირდება ექსპერიმენტი ისე, როგორც ქიმიას. მისი ძირითადი კანონები, თეორიები და დასკვნები ეფუძნება ფაქტებს. ამიტომ აუცილებელია გამოცდილებით მუდმივი კონტროლი“. მიღებული ცოდნის სისტემატიზაციისთვის მოსწავლეები ავსებენ ცხრილს:

აზოტის მჟავას მარილები

მოსწავლეთა კვლევით მუშაობას გაკვეთილზე მეტი დრო სჭირდება, ვიდრე მოდელის მიხედვით დავალებების შესრულება. თუმცა, დახარჯული დრო შემდგომში ანაზღაურდება იმით, რომ მოსწავლეები სწრაფად და სწორად ასრულებენ დავალებებს, შეუძლიათ დამოუკიდებლად შეისწავლონ ახალი მასალა. გარდა ამისა, იზრდება მათი ცოდნის ცნობიერება და სიძლიერე და ჩნდება მუდმივი ინტერესი საგნის მიმართ.

4. თამაშის სწავლის ტექნოლოგია

ინტელექტუალური და კრეატიული თამაშები (ITGs) ასტიმულირებს მოსწავლეთა შემეცნებითი ინტერესების განვითარებას, ხელს უწყობს მათი ინტელექტუალური და შემოქმედებითი შესაძლებლობების განვითარებას, საშუალებას აძლევს ბავშვებს თამაშის საშუალებით დაამტკიცონ საკუთარი თავი და გააცნობიერონ ინტელექტუალურ და შემოქმედებით სფეროში, ეხმარება შეავსონ ნაკლებობა. კომუნიკაციის. ITI შეიძლება გამოვიყენოთ არა მხოლოდ კლასგარეშე და კლასგარეშე აქტივობებში, არამედ საკლასო ოთახში (ახალი მასალის შესწავლისას, ნასწავლის გამეორებისას, სტუდენტების ცოდნის გაკონტროლებისას და ა.შ.)

ყველაზე რთული და შრომატევადი ბიზნეს და როლური თამაშები. ასეთი თამაშების ჩატარება საშუალებას გაძლევთ მიაღწიოთ შემდეგ მიზნებს: ასწავლოთ მოსწავლეებს საგანმანათლებლო მასალის შინაარსში მთავარის ხაზგასმა, მოკლე ფორმით წარმოჩენა; ტექსტის ანალიზის, ასოციაციური აზროვნების, განსჯის დამოუკიდებლობის განვითარება, მოსწავლეთა თვითგამორკვევის ხელშეწყობა, კომუნიკაციის უნარის განვითარება, მათი ჰორიზონტის გაფართოება, შესწავლილი მასალის გამეორება და განზოგადება. ჩემს პრაქტიკაში სისტემატურად ვიყენებ ცოდნის კონტროლის ორგანიზების თამაშის ფორმებს და გამუდმებით ვამჩნევ, თუ როგორ ზრდის ეს სტუდენტების ინტერესს შესასწავლი მასალისა და მთლიანად საგნის მიმართ, რადგან სტუდენტები, რომლებიც ბოლო დროს ასე ცოტას კითხულობენ, მოულოდნელად იწყებენ წიგნების ფურცელს. წიგნები, ენციკლოპედიები. ასე რომ, კლასში, ეკოლოგიასთან დაკავშირებული თემების შესწავლისას, მაგალითად, თემაზე "ნახშირწყალბადების ბუნებრივი წყაროები და მათი დამუშავება", ვიყენებ როლურ თამაშებს ექსპერტთა ჯგუფების გამოყენებით. კლასი იყოფა ორ ჯგუფად: „სპეციალისტები“ და „ჟურნალისტები“. პირველად შეარჩიეთ მასალა და მოამზადეთ თვალსაჩინოება. მეორე ამზადებს კითხვებს, რომლებიც მათ უნდა დაუსვან თამაშის დროს.

8-9 კლასებში მასალების კონსოლიდაციისთვის ვიყენებ დიდაქტიკურ თამაშებს: "ქიმიური კუბები", "ქიმიური ლოტო", "ტიკ-ტაკ-ტო", "იპოვე შეცდომა", "ქიმიური ბრძოლა". ასევე კლასგარეშე აქტივობებში ვატარებ სანახაობრივ ინტელექტუალურ და შემოქმედებით თამაშებს: "KVN", "რა, სად, როდის", "დიდების საათი".

5. ტესტების გამოყენება ქიმიის გაკვეთილებზე

ახალი ტექნოლოგიების დანერგვის პროცესში ასევე თვალსაჩინოა ტესტების გამოყენება ქიმიის გაკვეთილებზე. ეს საშუალებას აძლევს სტუდენტთა ცოდნის მასობრივ შემოწმებას. ტესტის მეთოდოლოგია არის უნივერსალური საშუალება ცოდნისა და უნარების შესამოწმებლად. ტესტები არის კონტროლის ეკონომიური მიზნობრივი და ინდივიდუალური ფორმა. ცოდნის სისტემატური ტესტირება ტესტების სახით ხელს უწყობს საგნის ძლიერ ათვისებას, ავითარებს შეგნებულ დამოკიდებულებას სწავლისადმი, აყალიბებს სიზუსტეს, შრომისმოყვარეობას, მიზანდასახულობას, ააქტიურებს ყურადღებას და ავითარებს ანალიზის უნარს. ტესტის კონტროლის დროს ყველა მოსწავლისთვის გათვალისწინებულია ტესტირების თანაბარი პირობები, ანუ იზრდება ცოდნის შემოწმების ობიექტურობა. ეს მეთოდი მრავალფეროვნებას ანიჭებს სასწავლო მუშაობას, ზრდის ინტერესს საგნის მიმართ. 8-10 კლასებში დასკვნითი ტესტები ტარდება ტესტის სახით.