Plastic trở thành nhiên liệu trong tương la
LITI TRONG SẢN XUẤT VÀ ĐỜI SỐNG
Các bạn có biết kim loại Li ti đứng đầu nhóm kim loại kiềm và nhẹ nhất có công dụng gì trong cuộc sống không?
Khi cho thêm Liti và hợp chất của Liti vào thuỷ tinh thì có thể làm tăng cường độ và tính bền của thuỷ tinh, tăng cường tính quang học, có điện trở suất cao, có thể chịu được sự ăn mòn của axit, kiềm, sự nở vì nhiệt cũng không gây nguy hiểm lớn, thường được sử dụng trong công nghiệp hoá học và các dụng cụ quang học.
Liti có thể làm giảm nhiệt độ nung kết, rút ngắn thời gian sản xuất. Nâng cao tính chịu mài mòn, ăn mòn, làm cho đồ sứ có bề mặt nhẵn, bóng, chế phẩm càng chắc bền, khi nhiệt độ có những biến hoá mãnh liệt cũng không bị biến dạng hoặc nứt vỡ. Đem lớp sứ chứa Liti lót lên trên bề mặt sắt thép, nhôm, magiê... thì sẽ hình thành một tầng lót vừa mỏng vừa nhẹ, bóng nhẵn lại chịu nhiệt, có thể dùng làm buồng đốt nhiên liệu cho máy phun khí, tầng bảo vệ ở vỏ ngoài của tên lửa, đạn đạo...
Trong các bệnh viện, các cơ sở công cộng, nhà máy, xí nghiệp, thậm chí ngay trong tàu ngầm, dùng máy lạnh, sử dụng Bromua Liti để chống chế không khí có thể tạo nên môi trường dễ chịu, mát mẻ...
Trong các nghành sản xuất của công nghiệp cơ khí cũng có thể tìm thấy “dấu tích“ của Liti. Mọi người đều biết rằng các loại máy to, nhỏ đủ kiểu cũng đều cần dùng chất bôi trơn mà cho thêm hợp chất của Liti thì có thể cải thiện đáng kể hiệu năng bôi trơn, tiết kiệm lượng dùng dầu mỡ, giảm bớt mài mòn các linh kiện, kéo dài tuổi thọ của các máy móc. Các chất bôi trơn thông thường tương đối “khó tính”, nóng thì bay hơi, lạnh thì đông kết lại. Nhưng dùng vật liệu bôi trơn đặc chủng chế thành từ hợp chất của Liti thì lại chịu được tình trạng nóng, lạnh nói trên: ở nhiệt độ thấp - 500C cũng không bị đông kết, ở nhiệt độ cao khoảng 2000C, mà không bị biến thành khí. Trong vùng giá băng địa
cực hay ở vùng nhiệt đới xích đạo nóng như thiêu như đốt, chúng đều hoạt động bình thường, hiện nay nó được sử dụng trở thành phổ biến trong các máy đo trang thiết bị cơ giới của nghành hàng không, động lực, luyện kim. Có người gọi đó là: “chất bôi trơn loại vĩnh cửu”.
Liti kết hợp với Hydrô thành Liti hidrua ở dạng bột màu trắng. Loại bột này gặp nước là phát sinh phản ứng hoá học mãnh liệt tạo ra lượng lớn Hydro. Sau khi phân giải, 2kg Liti Hydrua có thể tạo thành 5664lít khí Hydro. Quả thực, Liti Hydrua không thẹn với cái tên: “Nhà máy sản xuất Hydro”, lúc cần nó có thể phát huy tác dụng cứu sinh như dùng viên Litihydrua để sản suất Hydro đưa vào áo nổi , phao nổi....
Lợi dụng tính dễ kết hợp với các phi kim và các tạp chất như than, các chất silicat, nghành luyện kim dùng nó để trừ khử các khí, lưu huỳnh, cacbon ...làm cho sản phẩm càng sít đặc, bền chắc. Chỉ cần cho thêm vào mấy phần vạn hay tới mấy phần mười vạn Liti là có thể nhận ra hiệu quả rõ rệt. Ví dụ như cho thêm Liti vào Đồng thì Đồng càng thêm sít đặc, nâng cao cường độ cơ giới, cũng tăng cường khả năng dẫn điện của nó ...
Liti cùng với Nhôm, Magiê, Bơili hợp tác tạo nên hợp kim vừa bền, vừa chịu va đập tốt dùng trong chế tạo đạn đạo, hoả tiễn, máy bay....
Hợp chất của Liti trong ngành công nghiệp dệt cũng phát huy vai trò làm cho sản phẩm xenlulozo có màu sắc tươi đẹp hơn...
Trong nông nghiệp, muối Liti được dùng làm một số loại phân bón có tác dụng làm tăng khả năng kháng bệnh của nhiều loại nông sản như: lúa, dứa, bông, cây ăn quả...
Từ năm 1817 khi nhà khoa học người Thuỵ Điển L.Apuetron lần đầu tiên nhận biết và tìm ra thì Liti chỉ là đối tượng trong phòng thí nghiệm, thì nay Liti đã phát huy tác dụng to lớn của mình trong sản xuất và đời sống hằng ngày của chúng ta.
Vũ Công Phong (Biên soạn)
hoahocvietnam.com
Tantalum phá vỡ liên kết ba của nitrogen
Các nguyên tử Tantalum có thể chia nhỏ N2 mà không cần trợ giúp
Các nhà hóa học Pháp đã tìm ra một cách mới để làm đứt liên kết ba của N2 – một trong những liên kết mạnh nhất - bằng một nguyên tử đơn.
Việc phá rời N2 thường đòi hỏi gấp bội sự tập trung kim loại – dù là qua bề mặt các nguyên tử sắt thường được dùng trong công nghiệp, hay cụm liên kết tới 20 kim loại trong các enzyme mà thiên nhiên triển khai. Tuy vậy Jean-Marie Basset, Elsje
Alessandra Quadrelli và các đồng sự tại trường đại học Lyon ở Pháp đã nhận ra rằng các nguyên tử Tantalum đơn lẻ được tách ra trên bề mặt silica cũng có thể thực hiện được quá trình này. Hơn nữa, chúng còn dùng một cơ chế hoàn toàn mới chưa từng được biết đến.
Việc tách N2 không chỉ là một màn trình diễn thử nghiệm sức mạnh, nó còn là một quá trình thiết yếu trong công nghiệp và sinh học. Sự sống sử dụng ammonia (NH3) làm nguồn cung cấp nitrogen từ quá trình tách dinitrogen (N2). Một số vi khuẩn có enzyme để làm điều này, và ammonia được sản xuất mỗi năm lên đến số lượng 100 triệu tấn qua phương pháp Haber-Bosh để dùng trong phân bón một cách rộng rãi.
đơn. Năm 2003, Richard Schrock đã phát triển một phức chất molybdenum có thể làm việc đó. Tuy vậy, trong khi tantalum hydride chỉ đòi hỏi đốt nóng với áp suất 1:1 atm của nitrogen và hydrogen, hệ thống Schrock đòi hỏi “sự ứng dụng luân phiên chính xác của các nguồn proton và electron – vì thế cơ chế hoàn toàn khác biệt”, Quadrelli nói.
Một khác biệt then chốt khác là phương pháp tantalum hydride không thực sự thải ra ammonia – hai nguyên tử nitrogen vẫn tồn tại tách biệt trong liên kết với kim loại. Đây là điều mà nhóm Lyon dự trù sẽ tìm hiểu tiếp. “Chúng tôi dự định nghiên cứu theo hai hướng”. Quadrelli phát biểu với Chemistry World. “Chúng tôi sẽ đi sâu vào vấn đề để tìm hiểu thật chính xác quá trình này. Chúng tôi cũng sẽ đi sâu hơn theo hướng ứng dụng và sẽ nghiên cứu cơ chế này để làm một chất xúc tác cho quá trình hợp nhất nitrogen trong các chất nền hữu cơ – biến đổi alkane thành amine. Và tất nhiên chúng tôi sẽ hướng đến việc sản xuất ammonia. Các bạn không thể biết trước quá trình này sẽ đem đến cho chúng ta điều gì”.
Thành Viên soạn dịch Theo RSC
hoahocvietnam.com
Vì sao sử dụng chì trong nước sơn?
Mattel, nhà sản xuất đồ chơi hàng đầu thế giới, đã cho thu hồi hàng triệu đồ chơi được phủ ngoài bằng sơn chì. Bản chất độc hại của chì đã được biết đến hàng nghìn năm, vậy tại sao chì lại được thêm vào sơn và tại sao
sơn chì vẫn còn được sản xuất? Sơn chì là gì?
Bất cứ loại sơn nào cũng trông cậy vào các hợp chất chì cho màu sắc của nó. Chì trắng, hay chì (II) carbonate (PbCO3) là một ví dụ điển hình, và một thời đã từng được dùng rộng rãi để sơn bề mặt gỗ trong nhà. Các hợp chất chì khác, như chì chromate (PbCrO4) màu vàng chói, được dùng như phẩm nhuộm màu. Cũng như cung cấp màu sắc cho nước sơn, phẩm nhuộm chì còn có độ mờ đục cao, vì vậy chỉ cần một lượng hợp chất tương đối nhỏ có thể phủ một bề mặt rộng. Chì trắng rất không tan trong
nước, làm cho sơn không thấm nước và dễ lau chùi với độ bền cao. Chì carbonate cũng có thể trung hòa các sản phẩm mang tính acid làm mục rữa của các loại dầu bóng trong nước sơn, vì thế lớp sơn phủ có độ bám, không chảy nhão và chống nứt trong thời gian lâu hơn.
Vậy vấn đề là gì?
Chì mang độc tố và vì trẻ nhỏ thường nhai đồ vật, chúng có khuynh hướng nuốt nó. Điều này không tốt cho trí não dễ bị tổn thương và đang phát triển của trẻ. Người ta đã nhận ra một cách rõ ràng vào nữa đầu thế kỉ 20 rằng nhiều trẻ em đã vị ngộ độc bởi sơn chì được dùng trong nôi và đồ chơi được tung ra ở phương Tây vào những năm 1950. Tuy nhiên, các sản phẩm sơn trang trí nhà cửa vẫn được dùng thêm hai thập niên nữa trước khi nó được kết thúc bởi những khuyến cáo về sức khỏe.
Vì sao chì độc hại?
Chì có thể phá vỡ một cách mãnh liệt các chức năng chính của cơ thể, và từ đây dẫn đến các biến chứng rộng, từ nôn mửa đến rối loạn thần kinh hay tử vong. Nó được biết đến như sự cản trở mạnh mẽ sự tiếp nhận glutamate, một truyền dẫn thần kinh quyết định sự tiếp thu. Nó cũng có khả năng thay thế hàng loạt các kim loại khác giữ chức năng bình thường trong cơ thể mà quan trọng nhất là calcium, sắt và kẽm. Một vấn đề đặc biệt là chì thay thế kẽm từ enzyme delta-aminolaevulinate tách nước, một thành phần chủ yếu của quá trình tổng hợp sinh học của heme, phức chất sắt của phân tử
hemoglobin đảm trách việc luân chuyển oxygen trong máu. Điều này tạo nên sự thiếu oxygen cho các tế bào trong cơ thể dẫn đến một chuỗi vấn đề về kết hợp.
Tất cả sơn chì đã bị cấm?
Hầu hết. Trong phần lớn các ứng dụng, phẩm nhuộm chì đã được thay thế bằng
titanium dioxide, một hợp chất an toàn được dùng trong màu thực phẩm cũng như trong kem chống nắng. Ở châu Âu, ngày nay sơn chì chỉ được dùng trong việc phục chế và bảo trì các tác phẩm nghệ thuật và các di tích kiến trúc. Ở Mỹ, sơn chì có thể sử dụng hạn chế trong các ngành công nghiệp nặng như phủ lớp vỏ ngoài tàu thủy.
Sơn độc chì đã được tìm thấy như thế nào?
Mattel nhận ra sơn có độc tố trong suốt các cuộc kiểm tra định kì. Chì trong sơn, dù là ở thể lỏng hay ở lớp phủ ngoài sản phẩm, có thể được tìm thấy qua nhiều kỹ thuật phân tích, Allan Stewart, thuộc phòng thí nghiệm nhóm khoa học đo lường của Intertek tại Anh, phát biểu. Máy hút nguyên tử và máy phân tích quang phổ huỳnh quang tia X là hai phương pháp tổng quát có thể phát hiện sự có mặt của chì, trong khi máy đo quang phổ plasma cảm ứng đôi có thể tìm thấy chì chỉ với lượng ít hơn một phần tỉ, ông nói thêm.
Vậy điều gì đang xảy ra ở Trung Quốc?
Trung Quốc đang dần hạn chế việc sử dụng chì, ví dụ như lệnh cấm xăng pha chì vào năm 2000. Tuy nhiên, sơn chì rẻ hơn các sản phẩm khác, và điều này khiến cho một vài nhà sản xuất Trung Quốc vẫn duy trì sử dụng chúng thay vì dùng các sản phẩm sơn không độc hại và hợp pháp khác. Đáp lại hàng loạt vụ xì căng đan về độ an toàn các sản phẩm, bao gồm cả thức ăn cho vật nuôi và kem đánh răng bị nhiễm độc, chính phủ Trung Quốc đang cố gắng lập nên một nhân vật huyền thoại “sửa chữa sai lầm quốc gia”. Wu Yi, đang giữ chức phó thủ tướng, là nữ quan chức cao tuổi nhất, sẽ đứng đầu cuộc họp nội các mới về sản phẩm an toàn, trong cuộc nỗ lực hướng các vấn đề của quốc gia đến sản phẩm an toàn.
Thành Viên soạn dịch Theo RSC
hoahocvietnam.com
Tinh thể nano giúp xương gãy mau lành
Các nhà khoa học Trung Quốc đã tuyên bố một loại "xi măng" tinh thể nano có thể giúp những mảnh xương gãy mau lành. Được sử dụng trong phẫu thuật xương và nha khoa, "xi măng" canxi photphat vô định hình
(ACP:amorphous calcium phosphate) được cho rằng sẽ giúp xương mau lành hơn so với các loại chất rắn thay thế khác. Tuy nhiên hiện nay các nhà nghiên cứu của đại học
Zhejiang, Hàng Châu, đã phát hiện ra rằng những tế bào gốc giúp chữa lành vết thương sẽ phát triển tốt hơn trên những tinh thể hydroxyapatite cực nhỏ (HAP, Ca10(PO4)6(OH)2), một dạng vô cơ chính xác của xương người và men răng.
Trưởng nhóm nghiên cứu, Ruikang Tang cho biết 'Trước kia các nhà khoa học chú ý quá nhiều vào các loại gốm tổng hợp có nguồn gốc hoá học. Thay vào đó nghiên cứu của chúng tôi tập trung vào tác dụng của kích cỡ tinh thể bằng cách tạo ra các hạt hydroxyapatite rất nhỏ, khoảng 20nm.'
Các thí nghiệm cho thấy HAP kết tinh có khả năng chữa lành vết thương cao hơn các loại xi măng đặc biệt khác. Hydroxyapatite kết tinh với kích cỡ trong khoảng 20-40nm là khung cơ bản xây dựng nên xương và men răng. "Vì
vậy chất liệu y sinh phù hợp nên có các đặc điểm tương tự để cải thiện quá trình tái tạo mô", Tang giải thích. Nhóm nghiên cứu hiện đang có kế hoạch thử nghiệm loại xi măng nano trên động vật.
Tế bào gốc tuỷ xương phát triển trên những tinh thể nano hydroxy apatite nhanh hơn là người ta nghĩ
Lê Thị Thu Hà (Theo RSC)
hoahocvietnam.com
Tính chất mới của ống Nano cacbon
Magnesium diboride (MgB2), lần đầu tiên được phát hiện có tính siêu dẫn vào năm 2001, mở ra khả năng ứng dụng lớn cho công nghệ do có nhiệt độ tới hạn cao (39 K - cao nhất trong
các hợp kim), có giá rẻ và thành phần hóa học đơn giản. Tuy nhiên, từ trường tới hạn trên (từ trường triệt tiêu tính siêu dẫn) chỉ là từ 14 đến 16 T và dòng tới hạn cũng chỉ đạt 2.104 A/cm2 ở 5 T. Hãy nhớ, MgB2 là vật liệu siêu dẫn loại 2, vì thế nó có 2 từ trường tới hạn và trường tới hạn trên là giá trị tới hạn triệt tiêu tính siêu dẫn, còn giá trị tới hạn dưới (thấp hơn) là giá trị tới hạn mà trường ngoài có thể xuyên vào vật liệu siêu dẫn. Ta biết rằng, để sử dụng các chất siêu dẫn trong các cuộn tạo từ trường, các gốm siêu dẫn có nhiệt độ tới hạn cao rất khó sử dụng nên hợp kim này là sự lựa chọn tuyệt vời.
hóa 2 thông số trên bằng cách pha tạp vào vật liệu này các ống nano cácbon có tường đôi (Double-walled carbon nanotubes - DWNTs). Các mẫu khối MgB2 có chất lượng cao được chế tạo bằng phương pháp xâm nhập hơi Mg ở Centro Atómico Bariloche
(Áchentina) và sau đó pha tạp các ống DWNTs, sau đó tiến hành đo các tính chất điện và từ bằng các thiết bị phổ thông như từ kế ... trong từ trường xung ở Phòng thí nghiệm từ trường cao (Los Alamos). Họ phát hiện ra rằng, khoảng 3,5% nguyên tử các DWNTs pha tạp vào có thể tạo ra tính chất tối ưu cho MgB2 với giá trị mật độ dòng tới hạn lên tới 5.104 A/cm2 (khi trường ngoài là 5 T) và từ trường tới hạn trên lên tới 44 K (ở nhiệt độ 5 K). Một giá trị khác cũng được ghi lại là từ trường tới hạn trên 41,9 T ở 4 K khi hàm lượng pha tạp là 10% nguyên tử. Điều này có nghĩa là từ trường tới hạn được cải thiện tới 3 lần trong khi mật độ dòng tới hạn cũng được nâng lên tới 2,5 lần. Các hàm lượng DWNTs được xác định chính xác bằng cách phân tích cấu trúc tinh thể bằng phương pháp nhiễu xạ tia X.
Theo công trình của nhóm vừa công bố trên tạp chí Superconductor Science and Technology, số 20, trang L12, các kết quả này có thể lý giải bằng 2 vai trò của DWNTs trong cấu trúc của MgB2. Đầu tiên, đó là các ống nanocarbon hòa tan một phần vào các ma trận MgB2, tác động như một nguồn cácbon làm tăng giá trị từ trường tới hạn lên giá trị cao nhất từng được quan sát. Thứ hai, đó là tỉ phần của ống nanocarbon giữ nguyên cấu trúc của nó, sẽ tác động như một tâm hãm các lốc xoáy (vortex pinning centres) trong MgB2, do đó làm tăng đáng kể giá trị mật độ dòng tới hạn. Điều này hoàn toàn có thể bởi đường kính ống cũng tương tự như chiều dài kết hợp của siêu dẫn MgB2