veda je život ... !

VEDA JE ŽIVOT: SOVVA, o.z. vám spolu s partnermi prináša videoprofily osobností slovenskej vedy.

veda je život...?

VEDA JE ŽIVOT: SOVVA, o.z. vám spolu s partnermi prináša videoprofily osobností slovenskej vedy.

Keramika ako ju nepoznáme.... HISTÓRIA

Pár zaujímavostí z histórie keramiky..

      Archeologické nálezy ukazujú, že prvé snahy človeka o spracovanie hliny sú veľmi staré, no nemožno ich úplne presne časovo vymedziť. Naši predkovia si z hliny vytvárali rôzne ozdoby v podobe sošiek a amuletov. Pravdepodobne najstarší doposiaľ nájdený keramický artefakt je soška Věstonickej venuše, Obr. 1. Jej pôvod sa datuje do obdobia pred 25 000 rokmi. Věstonická venuša bola vymodelovaná z ílu pomiešaného s popolom z kostí a následne vypálená v ohni [1].

Obr. 1 Věstonická venuše.[2]

Potreba vyrábať nádoby prišla až neskôr a to v čase keď človek prestal putovať, v čase, keď sa usadil a začal uvedomele pestovať plodiny a chovať domáce zvieratá. Najstarší nájdený keramický črep z nádoby sa datuje do 8. tisícročia pred našim letopočtom [3]. Keramické nádoby plnili funkciu zásobníkov vody a rôznych potravín. Z vysokou pravdepodobnosťou to bola náhoda, keď človek zistil, že ak vysušenú hlinenú nádobu vystaví účinkom ohňa, stane sa pevnejšou a natoľko hutnou, že je možné v nej uchovať aj kvapalinu. Výpalom zmenil plastickú, ľahko tvarovateľnú hlinu na hutný, kameňu podobný materiál. Už vtedy išlo o prvé zámerné spracovanie anorganickej látky na materiál s novými vlastnosťami a tento krok možno považovať za počiatok materiálových technológií.

Uvedený poznatok sa neskôr (4 - 3 tis. r. pr.n.l.) začal uplatňovať pri výrobe keramického stavebného materiálu. Terakotové architektonické detaily, škridle, vodovodné rúry poznáme z obdobia starovekého Grécka a Ríma, kde sa rozšírilo najmä použitie tehál na mosty a akvadukty (obr.2).

 Obr. 2 Najznámejší akvadukt z čias starého ríma Pont du Gard [4]

„Tvar stavebných tehál však nebol jednotný. Známe sú tehly aj so štvorcovou, aj s obdĺžnikovou základňou (20-60 cm) a hrúbkou od 2-10 cm. Lýdsky formát tehly bol najrozšírenejší. Mal rozmery 40x30x6 cm. Naviac rímske tehly mali vyrazenú značku majiteľa tehelne, resp. čísla légie. V tom období sa používali tehly najmä na stavbu hraničných opevnení. Žeby práve nejednotnosť veľkosti tehál spôsobila rozdelenie Rímskej ríše v roku 395 a postupný zánik impéria? „[5]

Novinkou v oblasti archeologických výskumov v súvislosti s keramikou je aj teória francúzskeho chemika Josepha Davidovitsa, podľa ktorej netreba za stavbou pyramíd hľadať mimozemšťanov ani žiadnu supercivilizáciu, ba ani desaťtisíce ťažko drúcich otrokov.

Davidovits tvrdí a aj to dokazuje, že pyramídy sú postavené z umelého kameňa (keramika), ktorý vyrábali priamo na mieste, teda na plošine neďaleko dnešnej Gízy [6].

Obr. 3 Pyramída v Gíze [7]

       Skutočná náuka o materiáloch t.j. oblasť poznania súvislostí medzi tvorbou, štruktúrou a vlastnosťami materiálov sa začína pomaly rozvíjať až začiatkom 19. storočia, ale stále sa vychádza viac z empirických poznatkov, z intuície a zručnosti ako z rozpracovanej teoretickej koncepcie problému.

       Neskorší vznik nových technológií si vyžadoval oveľa širšie spektrum nových materiálov s predpísanými vlastnosťami, čo súviselo s rozvojom náuky o materiáloch. Vzrástol aj záujem o pokročilú keramiku a to hlavne pre jej výnimočné vlastnosti a pre faktory ako: dostupnosť prvkov, resp. východiskových látok (na prípravu sa využívajú výlučne syntetické látky-látky pripravené človekom), nižšia energetická náročnosť prípravy a priaznivejšie ekologické aspekty v porovnaní napr. s neželeznými kovmi.

      Začiatok éry pokročilej keramiky by sme mohli datovať od roku 1893, keď sa započala výroba veľkých množstiev karbidu kremičitého (SiC) technickej čistoty Achesonovým spôsobom. Ide o karbotermicú redukciu oxidu kremičitého (kremenný piesok) uhlíkom (v podobe koksu) v elektrickej peci s uhlíkovou elektródou v jej strede. Výsledkom je materiál, ktorý sa vo veľkej miere využíva na výrobu brúsnych papierov s rôznou jemnosťou.

        Pokročilá keramika sa podľa spôsobu použitia rozdeľuje na konštrukčnú, funkčnú a na biokeramiku. O každej z nich si povieme pár slov v ďalších pokračovaniach tejto minisérie o keramike.

Nabudúce sa môžete tešiť na odpoveď na otázku, nakoľko môžeme ovplyvniť vlastnosti keramiky. Môžu byť aké chceme? J

 

[1] http://www.ceramics.org

[3] Pánek, Z., Figuš, V., Haviar, M., Ličko, T., Šajgalík, P., Dusza, J. Konštrukčná keramika. Bratislava: R&D print, 1992, s. 45. ISBN 80-85488-00-0.

[2] http://www.rotrekl.cz/images/Historie/Starovek/Venuse_small.jpg, 01.06.2012

[4] http://www.travlang.com/blog/wp-content/uploads/2010/04/pont-du-gard_098.jpg,01.06.2012

[5] http://q4e1.blogspot.sk/2011/12/co-historia-niekolko-zaujimavosti.html, 01.06.2012

[6] The Pyramids: An Enigma Solved: Prof. Joseph Davidovits, Frédéric Davidovits, Second Revised Edition ©2000, ISBN 2-902933-07-X

[7] https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEh8zLNh3qjMaYYLTtplySUqqmDnJPs_YW3VmEJ0CWtDXcjAeVvNrDNhmfbQCzO_YRY-nnSkCCIa79lI8hyQlEd2y3BNrIz5vW7fxms1_ehAtw5sra707Z1kS1VPA04hgjrjDRMgtTHOMmYa/s1600/Pyramid_Giza.jpg, 01.06.2012

Čo majú spoločné najstaršia Venuša a nepriestrelný pancier

odpoveď na túto otázku dáva prof. Pavol Šajgalík v rozhovore uverejnenom na stránkach denníka Pravda. Uverejňujeme výňatok z tohoto rozhovoru:

Hovorilo sa, že americký raketoplán Challenger nemusel havarovať, keby mal doštičky z vášho keramického kompozitu...

Sám som to tvrdil a za svojimi slovami si, samozrejme, naďalej stojím. Aj keď ide skôr o princíp detekcie poruchy doštičiek ako ich konkrétne zloženie. Náš kompozit má nielen výborné mechanické vlastnosti, ale pri svojom poškodení a vzniku prvých trhliniek zmení elektrický odpor vstavanej vodivej vrstvy. Tým "upozorní", že ho treba vymeniť. Keby na podobnom princípe boli zhotovené ochranné doštičky plášťa Challengeru, tak astronauti presne vedia, na čom sú.

V ústave je niekoľko špeciálnych pecí, v ktorých sa pripravujú keramické materiály spekaním.

Autor: Ľuboš Pilc, Pravda

Približne v tom istom období ste zabodovali aj novými typmi keramických rezných nástrojov pre sústruženie ťažko obrábateľných zliatin. Čo je s nimi?

Medzitým sa nám podarilo vyvinúť reznú doštičku, ktorá má až trojnásobnú životnosť v porovnaní s tými, čo sú na trhu. Tiež sa našla jedna zahraničná firma, ktorá to chcela kúpiť, po odskúšaní sa im však naša technológia ukázala drahšia, ako sú ich technológie pri výrobe tohto druhu nástrojov. Práve teraz sa snažíme našu technológiu zmeniť tak, aby bola výrobcami akceptovateľná.

Žijete len zo starších objavných výsledkov alebo prichádzate vo výskumnej činnosti ústavu aj s niečím úplne novým?

Ideme ďalej, samozrejme. Kým donedávna sme naháňali najmä mechanické vlastnosti keramických materiálov, napríklad ich tvrdosť, alebo aby neboli také krehké a odolali vplyvu agresívneho prostredia, teraz sa snažíme zmenou štruktúry týchto materiálov vyvinúť z nich látky vhodné aj pre energetiku.

Pre energetiku?

Áno. Napríklad nitridy, čo sú binárne alebo ternárne zlúčeniny dusíka s kovmi, ak sú dopované európiom (ináč najreaktívnejším prvkom vzácnych zemín), získavajú luminiscenčné vlastnosti, stávajú sa luminofórom. Ožiarite takýto materiál svetlom nejakej vlnovej dĺžky, povedzme ultrafialovým, a luminofór ho premení na svetlo červené alebo zelené, podľa chemického zloženia.

Načo to však môže byť dobré?

Opäť príklad: Dnes doma svietime šetriacimi žiarovkami, ktoré sú lepšie ako predchádzajúce - so žeraveným volfrámovým vláknom - veď majú vyššiu účinnosť. Ale ukazuje sa, že trpia iným závažným problémom. V tých výbojkách je nezanedbateľné množstvo ortuti, čo sťažuje ich recykláciu a skladovanie.

Lebo ak by sa ortuť dostala do životného prostredia, máme tu ďalšiu časovanú bombu?

Ako hovoríte. V súčasnosti sú k dispozícii LED diódy, polovodiče budené veľmi nízkym napätím (vidíme ich na moderných autách), ktoré majú ešte vyššiu účinnosť. Lenže každá LED dióda vyžaruje svetlo iba jednej farby. Ak chcete dostať biele svetlo, musíte spojiť minimálne tri farby. Ale je to veľmi studené svetlo.

A vy chcete dosiahnuť príjemnejšie, takpovediac teplé svetlo?

Áno, také, na aké sme zvyknutí. Vraciame sa k nitridom kremičitým premeneným na luminofór. Stačí LED diódu pokryť jeho drobnými, správne namiešanými, časticami, a urobia zo "studeného" svetla jednej vlnovej dĺžky svetlo pre nás príjemné.

Na tom teraz robíte?

Áno, máme na to európsky projekt, presnejšie - podieľame sa na ňom spomínaným výskumom. Čo je dôležité, účastníkmi projektu sú už aj konkrétne firmy, ktoré majú záujem odobrať výsledky bádania.

Na začiatku nášho rozhovoru ste vyložili na stôl niekoľko kusov keramických materiálov z vašich laboratórií. Toto je čo - vari umelý bedrový kĺb?

Áno, a už sa aj bežne používa. Ak idete na operáciu, tak sa vás opýtajú, či chcete oceľový, alebo z keramiky.

Z keramiky je lacnejší?

Drahší, zato má však takú životnosť, že vám ho už nemusia meniť, prežije pacienta. Pamätám si, že keď si svojho času dal jeden kolega voperovať oceľový kĺb, tak mu povedali, že po pätnástich rokoch mu ho budú musieť vymeniť, lebo začne korodovať. Ten kĺb je však stará vec a ja som ho vyložil najmä preto, že na vývoji biomedicínskych implantátov z keramiky intenzívne pracujeme aj v našom ústave.

A čo to bude?

Spolu s Lekárskou fakultou UK vyvíjame za peniaze z Agentúry na podporu výskumu a vývoja pórovitý nitrid kremičitý, ktorý by mal slúžiť ako tmel poškodených kostí, napríklad lícnych, keď ich treba rekonštruovať po rôznych úrazoch alebo haváriách. A tieto doštičky (ukazuje na stole) sa zase hodia do nepriestrelných viest....

Celý rozhovor nájdete na http://spravy.pravda.sk/co-maju-spolocne-najstarsia-venusa-a-nepriestrelny-pancier-p47-/sk_domace.asp?c=A120302_184836_sk_domace_p58#ixzz1oECFf6Wa

Keramika ako ju nepoznáme...

Vytvorili sme pre vás seriál krátkych článkov o keramike!

Budete sa môcť dozvedieť všeličo zaujímave, napr. že nie je keramika ako keramika. :-)

Pokračovania budú publikované tu na blogu každú nedeľu.

03. júna 2012 začíname  !!!!

Inovačný čin roka 2011

Ministerstvo hospodárstva SR 5. januára 2012 vyhlásilo piaty ročník súťaže o Cenu ministra hospodárstva „Inovatívny čin roka 2011“. 

Súťaž je organizovaná v štyroch kategóriách:

1. Výrobková inovácia,
2. Technologická inovácia,
3. Inovácia služby (netechnologický proces),
4. Medzinárodná kooperácia.

S naším lisom ONE-DZ sme sa prihlásili do súťaže v kategórii Výrobková inovácia.




Vyhodnotenie súťaže prebehne počas 19. ročníka Medzinárodného Strojárskeho Veľtrhu 2012, dňa  22.5.2012 o 18,00 h. na výstavisku Agrokomplex – výstavisko Nitra v pavilóne K.

Hľadá sa meno pre náš lis. Pridajte sa!

ONE-DZ
FEDOR
Páči sa Vám toto označenie? Alebo si myslíte, že je všedné?
Máte nápad?
Napíšte nám ho do komentára tohto príspevku.

Priebežne budeme Vaše návrhy uverejňovať vyššie.
Uvítame tiež ohlas na už vymyslené označenia.

10. mája 2012 vyberieme to, ktoré sa bude najviac páčiť.