Форум
ФБП: Топливная альтернатива
Сталкер: В общих чертах так: ЕС, обеспокоенный глобальными климатическими изменениями и упорным нежеланием США присоединиться к Киотскому протоколу, проблемами со снабжением газом и другими виами топлива, поручает Европейской Комиссии профинансировать проект, который должен вывести ЕС в мировые индустриальные и топливные лидеры, а именно провести анализ имеющихся разработок прямых высокоэкономичных водородных электролизных генераторов, двигателей внутреннего сгорания на водороде, а также провести собственные исследования и разработки в этой области с целью основать экологически чистые и высокопродуктивные электростанции и перевести автомобильную промышленность на водородные рельсы. Одновременно с этим ведущие лаборатории органической химии в Европе, России и Украине получают поряды на исследования в области мономолекулярных полимеров. К 2... году во всех вышеперечисленных и надо сказать, щедро финансируемых областях наблюдаются значительные технологические прорывы. Строятся первые опытные станции, использующие водород в качестве топлива для производства энергии, появляются первые серийно производимые автомобили, заправляемые водой... Прорыв в области мономолекулярных полимеров, получаемых из нефти, приводит к прорывам в области брони военной техники (собственно, делая неуязвимыми танки, самолеты и вертолеты для любого современного вида оружия, возможно, включая даже ядерное), техника строительства изменяется полностью - теперь дома в буквальном смысле этого слова растят из специального сырья, но самое главное - эти полимеры открывают дорогу к созданию целого космического флота - теперь создания оболочки корабля дешевеет в несколько раз, а самое главное, нефтяные компании не теряют свои прибыли, что сказывается на том, что мировые правительства не испытывают на себе авления мощнейшего нефтяного лобби - в общем, все или почти все довольны. Но, безусловно, подобные технологические прорывы таят в себе и серьезные экономические вызовы и риски. Например, лавиннобразное введение новых полимерных материалов в строительство полностью похоронит промышленную инфраструктуру строительства, поскольку селает ненужным производство бетона, цемента, кирпича и пр. связанных с этим материалов. То же безусловно будет касаться и ругих сфер экономики. Но зато практически безболезненно проложит путь человечеству к созданию ГАЛАКТИЧЕСКОЙ ИМПЕРИИ! Ваше мнение, ваши идеи. Каков будет этот мир?
tewton: Красивый мир, но как энергетик вижу - не реальный . Единственный реальный сейчас источник для большой энергетики - ядерные реакторы разных типов. Сталкер пишет: Одновременно с этим ведущие лаборатории органической химии в Европе, России и Украине получают поряды на исследования в области мономолекулярных полимеров. Ага! Аквалид! "Девушка у обрыва" Шефнера...
Сталкер: Продолжая свои искания в области полимеров, пытаюсь сформировать тех.задание ля гипотетической лаборатории: 1) Возможность создать полимер из одной макромолекулы без внутримолекулярной анизотропии - то есть связи между атомами внутри молекулы во всех направлениях гомогеничные или приблизительно равняются по силе (какие там самые сильные внутримолекулярные связи - электронные, ионные, войные, пи-связи и чегой то там еще?)) 2) Следует из пункта 1. Попытаться создать полимер не с аморфной, а кристаллической структурой. 3) Огнеупорный и нетоксичный 4) Возможность ля полимерного кристалла расти по заданной архитектуре... Вот в таком примерно разрезе... Да, если появится возмоность получить такой вот полимер, то в спецификации к строительству, например, авианосца нужно будет предусмотреть все мыслымые внутристенные полости, влитые трубопроводы и пр. вплоть до отверстия ля самореза, поскольку на готовом "продукте" вы уже даже из пневмопушки дюбель в стенку не вобьете. И еще: умильный сюжетец для автомобильного корпуса. Легковушка столкнулась с тягачем. Внутри легковушки мясной фарш, а корпус ее даже не пострадал - ни царапинки. С утилизацией проблемы могут возникнуть, мда! Добавим-ка мы к тех.заданию еще один пунктик: 5) Растворяется в растворе соляной кислоты...
Bastion: Сталкер пишет: Да, если появится возмоность получить такой вот полимер, то в спецификации к строительству, например, авианосца нужно будет предусмотреть все мыслымые внутристенные полости, влитые трубопроводы и пр. вплоть до отверстия ля самореза, поскольку на готовом "продукте" вы уже даже из пневмопушки дюбель в стенку не вобьете. Не нужно это. Цельнолитой - только корпус, все остальное - сборка возможн с отливкой по месту. Иначе ваш авианосец никогда не поплывет - утонет из-за невозможности сдаточной наладки-доводки
Сталкер: Не возражаю. Но это технологические детали...
awas: Сталкер пишет: 1) Возможность создать полимер из одной макромолекулы без внутримолекулярной анизотропии - то есть связи между атомами внутри молекулы во всех направлениях гомогеничные или приблизительно равняются по силе (какие там самые сильные внутримолекулярные связи - электронные, ионные, войные, пи-связи и чегой то там еще?)) На самом деле равная прочность во всех направлениях не только не нужна, но даже вредна. Она может привести к хрупкости материала. Идеальный вариант -- линейные молекулы, выстроенные строго параллельно друг другу, причём связи между молекулами должны иметь 18-19% прочности самих молекул. Дело в том, что перед самым кончиком трещины -- концентратором напряжений -- идут ещё и напряжения, направленные вдоль трещины и равные почти 20% напряжения, направленного поперёк трещины и разрывающего материал. Если напряжения вдоль трещины также достаточны для разрыва материала в этом направлении, то кончик трещины закругляется и концентрация напряжений падает, так что рост трещины прекращается. Всевозможные стеклопластики и углепластики устроены именно так: параллельные волокна склеены пластмассой, прочность которой не выше 18% прочности самих волокон. Если же попытаться сделать пластмассу прочнее -- весь композит станет хрупким. В древесине целлюлоза прочнее лигнина (межклеточной прослойки) тоже примерно впятеро. В металлах трещины тормозятся другим способом -- пластической деформацией: металл, в отличие от стекла или графита, при высоких напряжениях ползёт как тесто. Но неметаллические материалы можно делать не слишком хрупкими только при таком построении. Межмолекулярные связи между вытянутыми прямолинейно молекулами полиэтилена или карбина (линейного полимера углерода) имеют силу, насколько я помню, не более 10-15% прочности внутримолекулярных связей. Так что кристаллические полимеры имеют прочность несколько меньше теоретического идеала. Но если кристалл правильный и без заметных внутренних дефектов, то этой прочности тоже более чем достаточно: грубо говоря, прочность на разрыв кристаллического карбина примерно соответствует прочности на сжатие алмаза. Сталкер пишет: 3) Огнеупорный и нетоксичный С этим сложнее. Огнеупорность потребует замены водорода фтором и перехода от линейных молекул к плоским структурам. Первое даёт токсичность, второе снижает прочность. Сталкер пишет: 4) Возможность ля полимерного кристалла расти по заданной архитектуре... Это, пожалуй, лишнее. Конечно, выращивать конструкцию целиком -- приятно. Но для прочности это ничего не даёт. Достаточно получать тонкие слои материала, прочного в одном направлении -- шпон. Далее они склеиваются перекрёстно -- как фанера -- и получается материал, прочный в плоскости. Прочность в объёме -- то есть во всех трёх направлениях -- обеспечивается созданием конструкций примерно так же, как из древесины (прочной линейно) или фанеры (прочной плоскостно). Правда, прочность фанеры вдвое меньше прочности шпона -- поскольку в каждом данном направлении работает всего половина волокон. Прочность же объёмной конструкции втрое меньше шпона. Но если шпон делается из карбинового монокристалла (т.е. все молекулы в нём параллельны), то прочности более чем достаточно, чтобы можно было позволить себе пользоваться лишь третью её. А если попытаемся добиться равной прочности исходного материала во всех направлениях, получим -- как у алмаза -- ещё и хрупкость впридачу.
Сталкер: Итак, получается, что мы имеем в нашем техзадании несколько противоречащих руг другу пунктов. Реализация одного автоматически приведет к невозможности реализовать другой, я правильно вас понял, Анатолий? Может быть, мы просто не все еще знаем в данной области и могут существовать другие решения, которые по возможности реализуют хотя бы большинство вышуказанных функций? Слишком уж заманчиво, знаете ли... Выращивание промышленных продуктов - это вообще ругой уровень технологии и конечно же грозит разорвать экономику в ее нынешнем виде на куски... Вот как ЗНАТОК, что вы об этом думаете? Может, существуют какие-либо готовые предложения на сей счет?