Көміртегі талшықтың ұлттық кодын ашу: неліктен ол алтыннан қымбат және неліктен бауыр айналдырады

Көміртегі талшықтың двигатель қақпағы бір ақшалық жұмысшының айлық жалақысынан қымбаттау болса, қара жіптермен безендірілген велосипед рамасы жарты машинаға тең болса, онда ойланып қаласың: Қалай осыншалық қара материал қымбат болуы мүмкін? Бұл мақала көміртегі талшығының артындағы байлықты түсіндіріп, оның зертханадан бастап жарыс алаңына дейінгі жолын қарастырып, оның неліктен қазіргі өнеркәсіпте “қара алтын” деп саналатынын ашады.

1. Өнеркәсіптің “ақшаны жоятын құрылғы”: қымбат тұру себебінің шындығы
   Көміртегі талшын зауытында қымбатқа түсетін өнеркәсіптік алхимияны бақылау сезімі туындайды. Бәрібір $7 /кг ақ полиметакрилонитрил (PAN) предшественик қиын өндіріс процесстері арқылы бағалы «қара алтынға» Айналып шығады. Бұл түрлендіру қымбатқа түседі, себебі үш негізгі кедергі :

Шикізаттың жоғалып кетуі
Қымбат PAN предшествениктен , бағасы артып кеткен $5,5/кг . Бірақ шығын жоғары температурада көмірлену кезінде басталады: ішкі 2000°C пештер , прекурсор қатты жарық жоғалту, массасының жартысына жуығын жоғалту газдарға. Әр 1 кг көміртек талшығы өндірілді, шамамен 27 долларға тең шикізат түтін болып кетеді – бұл қолма-қол ақшаны жағумен бірдей.

Жоғары температуралық марафон
Көміртекті талшықты өндіру әбден дәлдікті қажет ететін марафон сияқты қиын процесс:

300°C температурада тотығу : Ауада талшық құрылымын тұрақтандырады.

1500°C астам температурада көміртектіктеу : Тотықсыз ортада жоғары беріктік көміртекті кристалдар түзіледі.

Қолөнерінің тоқуы : Қолмен орналастырылған жіңішке қылдай дәлдікпен (±0,1 мм) .

Жоғары қысымды құю : Автоклавдарда құрғату құны миллионы .
Әрбір кезең талап етеді нанометрлік бақылау —микроскопиялық масштабда нәрселер салу секілді. Толық өндірістік жолдың құны $278 миллион , тең шамасы үш орта көлемді автомобиль зауыттарына .

Бармақтарында алтын: Екінші рет ауыстырылмайтын шеберлік
Ең жоғары дәлдіктегі шеберлер ақ қолғаптар , әрбір көміртегі талшықты прег-ті құнды заттар сияқты ұстап жүрген. Негізгі техникалар - 45° кездейсоқ қабаттау, микрон деңгейінде туралау - әлі де сүйенеді адамның тәжірибесіне және визуалды дәлдікке . Білікті техникті дайындауға уақыт кетеді бес жыл және олардың білімінің құны сағатына 41,7 АҚШ доллары - Силикон даласы инженерлері деңгейінде.

2. Тыйым салынбайтын тартымдылық: Неліктен жоғары баға дәлелденген
   Бағасына қарамастан, F1-ден аэроғарышқа дейінгі секторлар оған тойыспайды. Бұл ықылас төрт ерекше өнімділік қасиетінен :

Аңыздық беріктік
1 см² көміртекті талшық төтеп 8 тонна керілу күшіне — жұқа қарындаш өлшемді жіп екі африкалық пілді көтере алады . BMW i3 көміртегі кабинасы 350 кг жеңіл болаттан , бес қосымша жолаушыны тасымалдауға тең энергия шығынын арттырмай boeing 787 көміртегі корпусы салмақты азайтады 20% , үнемдеу әр ұшақ үшін жылына 1,5 миллион литр отын — шарды айналып өтуге жеткілікті 38 рет .

Өзгермейтін ұзақ өмір
Аляскадағы -50°C аязда , көміртекті талшықты құбырлардың қызмет көрсету мерзімі 20 жылдан астам коррозиясыз . Әрбір бес жылда ауыстырылатын болат бөлшектермен салыстырғанда циклдік шығындар 40%-ға төмендейді . Rolls-Royce инженерлері былай дейді: «Біздің көміртекті бөлшектеріміздің қызмет ету мерзімі автомобильдің жобалық қызмет ету мерзімінен 50% артық.»

Көзге көрінбейтін қару
F1 пилоты Ги́ллес Ви́лневдің машинасы 270 км/сағ жылдамдықпен ұшып түскенде 1981 жылы көміртегі монокок қорғады , оны қорғады. Құпиясы неде? Металл секілді кенет сынбайтын көміртегі талшығы қабат-қабат сығылады , будың сияқты соққыны жұтады. Көміртегі жанбатыр құрылысы бар заманауи суперкарлардың 300% жоғары қол жетімділік көрсеткіші жанынан соққы беріледі.

Пішін өзгертуші
Тілінен жер сілкінісіне төзімді бетон дубайдағы Рентгенді өткізетін хирургиялық имплантаттар ; -дан Қысқы Олимпиада ойындарының шаналары дейін терең теңіз кемелерінің шыдайтыны Мариан шұңғымасының қысымы —көміртекті талшық индустриялық шектеулерді қайта анықтайды.

III. Болашақ: Біз оны қолжетімді ете аламыз ба?
Құны қиындық туғызады, бірақ жаңа технологиялар шешімін ұсынады. Үздіксіз 3D басып шығару қалдықтар мен еңбекті азайтуы мүмкін. Алайда әуе-космостық көміртекті талшық (мысалы, T1100 ) тұрақты болып қалады «сән-сауаттылық» —ертедегі шарап сияқты, оның үздіктігіне уақыт пен қамқорлық қажет

Масштаб маңызды: триллион долларлық нарықтар өнеркәсіптік көміртегінің құнын төмендетуде айтарлықтай әсер етеді (мысалы, T700 ). Қатар 2025, бағалар 2010 жылғы деңгейдің 60% .

IV. Қара ашу: Нәтижелер үшін төлеу және Ертеңгі күн
Сіз суперкардың көміртегі тақтасына қол жеткізгенде немесе ұстап тұрғанда $1400 велосипед рамасы , сіз өнімнен артық нәрсе сатып аласыз - сіз материалдардың болашағына инвестиция саласыз материалдардың болашағы . Көміртегі талқын бізге үйретеді:

Түрлендіруде құн жасырын : Қарапайымды ерекше ету шынайы қазына болып табылады.

Бүгінгі жоғары баға ертеңгі революцияны қамтамасыз етеді .

Баға жапсырмасының артында әлемді өзгертетін инженерия жасырын .

Ұшатын ағаш қанаттардан бастап көміртегі бұлттарына дейін, материалдық прогресс адамзаттың ұмтылысын анықтайды. Көміртегі талшығына ақша төлеу – бұл шектеулерді бұзуға деген ықылас пен білімге инвестиция интеллекті мен шектеулерді бұзуға деген ұмтылыс .

Д-р Қосымша беріктік жоғары сапалы және көміртегі талшығынан жасалған мата ұсынады!
Көміртегі талшығынан жасалған мата арқылы жасауға қызығушылық білдірсеңіз өнімдер менің кеңесіме кеңінен жүгіне аласыз!

Эл. пошта：[email protected]

Whatsapp:+86 19121157199