Reklama
czwartek, 19 kwietnia 2012 22:14

Wesołym Koziołkom tryknęło pięć wiosen

Napisane przez  Kamil Filip Dziubek

W początkach 2008 roku grupa pracowników Wydziału Chemii Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu postanowiła z inicjatywy prof. Andrzeja Katrusiaka zorganizować warsztaty wysokociśnieniowych badań kryształów. Uczestnikami byli głównie doktoranci i młodzi naukowcy z ośrodków akademickich i placówek badawczych w Polsce i za granicą, którzy korzystali ze sprzętu i doświadczenia pracowników poznańskiego laboratorium wysokociśnieniowego – jednej z niewielu tego typu jednostek na świecie.

cover_graphics_suggestion.1 Po sukcesie pierwszej edycji „Wesołe Koziołki” – bo tak, kierowani lokalnym patriotyzmem, nazwaliśmy spotkanie – stały się wydarzeniem cyklicznym, odbywającym się dorocznie wiosną. Sporo wody upłynęło od tego czasu w Warcie i oto obchodzimy mały jubileusz. To nie tylko okazja do świętowania, ale także do przybliżenia działalności naszego zespołu i prezentacji znaczenia wykonywanych przez nas eksperymentów.

Co ciekawe, żeby wytworzyć w laboratorium ogromne ciśnienie rzędu nawet milionów atmosfer, nie musimy już stosować jak niegdyś skomplikowanych, drogich i niebezpiecznych pras o monstrualnych rozmiarach. Od ponad 50 lat mamy do dyspozycji aparaty o prostej konstrukcji mieszczące się w dłoni. Są to komory ciśnieniowe z kowadełkami diamentowymi. Zasada działania jest bardzo prosta: próbka znajduje się pomiędzy dwoma diamentami oszlifowanymi podobnie jak jubilerskie brylanty. Wystarczy docisnąć diamenty (tzw. kowadełka) do siebie, a ze względu na małą powierzchnię styku niewielki nacisk może wytworzyć w próbce olbrzymie ciśnienie. Właściwości diamentu powodują, że jest on idealnym materiałem na kowadełka: to najtwardsza znana substancja, która przepuszcza ponadto wiele rodzajów promieniowania, dzięki czemu do analizy można stosować mikrofale, podczerwień, światło widzialne, promieniowanie Roentgena, jak też neutrony.

komora.1 Naturalnym kierunkiem badań wysokociśnieniowych jest odtwarzanie warunków panujących wewnątrz Ziemi i innych planet (szacuje się, że w środku Ziemi panuje temperatura dochodząca do 5500 stopni Celsjusza i ciśnienie około 3,6 mln atmosfer). Wyniki tych pomiarów mają zasadnicze znaczenie w geologii, geofizyce i sejsmologii. Nie jest to jednak jedyny obszar zainteresowań naukowców poznających właściwości materii w warunkach ekstremalnych.

Pod wysokim ciśnieniem syntetyzuje się wiele materiałów o specyficznych cechach, które znajdują zastosowanie w technice. Przykładem są ferroelektryki i relaksory wykorzystywane do produkcji kondensatorów o dużej pojemności, używanych m.in. w pamięciach komputerowych, diagnostyce ultrasonograficznej, kamerach termowizyjnych, czujnikach temperatury i drgań mechanicznych, a także urządzeniach hydrolokacyjnych. Co więcej, nowe organiczne ferroelektryki i relaksory, które mogą być wytwarzane pod wysokim ciśnieniem, stanowią lepsze zamienniki stosowanych głównie do tej pory materiałów nieorganicznych. Są bowiem tańsze, nietoksyczne, przyjazne dla środowiska, a także elastyczne i łatwiej poddają się obróbce mechanicznej (co ma znaczenie przy ich zastosowaniu jako aktywnych składników nowoczesnych urządzeń elektronicznych). W naszym laboratorium trwają intensywne prace nad stworzeniem takich materiałów. Być może wkrótce w komputerach znajdziemy nowe, znacznie sprawniejsze i tańsze pamięci ferroelektryczne, przy produkcji których zastosowano wysokie ciśnienie?

il1 Kolejnym zagadnieniem jest wysokociśnieniowa krystalizacja substancji. Jest to metoda, dzięki której można wytworzyć nowe odmiany polimorficzne ciał stałych (czyli kryształy zbudowane z tych samych cząsteczek, różniące się tylko ich wzajemnym położeniem – tak jak ułożone z identycznych płytek różne wzory posadzek). Ponieważ odmiany polimorficzne pomimo tego samego składu chemicznego mają różne właściwości fizyczne, otrzymanie nowej formy krystalicznej może mieć olbrzymie znaczenie praktyczne. Przykładami są składniki czynne leków różniące się rozpuszczalnością, co zmienia ich przyswajalność w organizmie, oraz materiały wybuchowe o większej gęstości, co zwielokrotnia ich skuteczność. Ostatnio w poznańskiej grupie badawczej otrzymano nową odmianę sacharozy (czyli, mówiąc potocznie, cukru). Wcześniej znana była tylko jedna postać krystaliczna tego związku chemicznego. Może gdyby wysokociśnieniową formę udało się zachować w warunkach otoczenia, moglibyśmy produkować cukier, który znacznie szybciej (lub wolniej) rozpuszczałby się w ustach?

Od roku 2010 nasz zespół realizuje badania w ramach programu TEAM Fundacji na rzecz Nauki Polskiej. Nowoczesny park maszynowy i młodzi adepci chemii gwarantują rozwój laboratorium i „Wesołych Koziołków”, którym od dawna sekunduje „Merkuriusz” – nasz patron medialny. Niech więc koziołki nie marnują energii na trykanie się, ale biorą się do roboty, wytwarzając ciśnienie między diamentowymi kowadełkami.

Reklama
  • Galeria
  • Galeria
  • Galeria
  • Galeria
  • Galeria
  • Galeria
  • Galeria
  • Galeria
  • Galeria
  • Galeria
  • Galeria

 © Merkuriusz Polska | Redakcja: tel. +48 501 180 575, +48 515 079 888, redakcja@merkuriusz.com.pl 

xnxx