Для чего нужен алюминий: Зачем нам нужен алюминий и какие вещи из него изготавливают?

Полностью стеклянная внешняя площадь здания позволяет впускать в него гораздо больше солнечного света и сокращать использование искусственного освещения. Но еще больше энергии экономиться на отоплении и кондиционировании помещений. В отличие от обычного стекла, которое беспрепятственно пропускает тепло в одну и в другую сторону, стекло для светопрозрачных фасадов обладает низкой теплопроводностью (параметр U-Value) – оно отражает солнечное тепло летом, а зимой не выпускает тепло из здания.

Небоскрёб 30 St Mary Axe, Лондон, Великобритания

Небоскреб GT Tower East, Сеул, Южная Корея

Деловой комплекс Москва-Сити, Москва, Россия

Штаб-квартира The Co-operative Group, Манчестер, Великобритания

Возвращаясь к Empire State Building, в 1993 году, в рамках программы реконструкции легендарной высотки, железные рамы всех 6514 окон были заменены на алюминиевые. Новые окна составляют всего 30% поверхности здания, но даже это позволило экономить 16% потребляемой энергии в год.

В 2012 году компания Siemens открыла в Лондоне Центр устойчивого городского развития (Center for sustainable urban development), который был назван Crystal. Здание центра, сконструированное с применением алюминиевых фасадов, а также новейших строительных энергосберегающих технологий, стало единственным в мире, получившим топовые рейтинги LEED и BREEAM – двух самых распространенных систем оценки зданий по степени воздействия на окружающую среду. Crystal потребляет на 46% меньше электроэнергии и вырабатывает на 65% меньше углекислого газа, чем любое другое сравнимое по размерам офисное здание.

Центр устойчивого городского развития Crystal, Лондон, Великобритания

Эти расчеты становятся особенно актуальны, если думать не только о настоящем, но и о будущем. По прогнозам, к 2050 году население планеты достигнет 10 млрд человек, 2/3 которых будут жить в городах, а значит особенно остро станет проблема экологии, в том числе возможная нехватка воды, плодородных почв, других ресурсов. Учитывая 100%-ую перерабатываемость алюминиевых конструкций со значительным сокращением выбросов углекислого газа, именно этот металл становится материалом будущего.

Павильоны

The dome of Rijksdag, Берлин, Германия

Владимир Шухов (1853 — 1939)
Русский инженер, архитектор, изобретатель и учёный. Изобрел и первым в мире применил металлическую сетчатую оболочку в качестве строительной конструкции. Для Всероссийской промышленной и художественной выставки 1896 года в Нижнем Новгороде Владимир Шухов построил восемь павильонов с перекрытиями в виде сетчатых оболочек.

В современной архитектуре для строительства развлекательных, выставочных, торговых и других павильонов используется технология сетчатой оболочки. Этот тип строительной конструкции был разработан русским инженером и архитектором Владимиром Шуховым в 1896 году. Тем не менее, из-за сложности расчетов она применялась крайне редко. С появлением компьютерного моделирования, а также новых строительных материалов и технологий, этот вид конструкций постепенно стал доминировать в строительстве павильонов. Знаменитые архитекторы Бакминстер Фуллер и Норман Фостер окончательно внедрили сетчатые оболочки в современную архитектуру.

Легкая и одновременно прочная сетчатая оболочка позволяет строить не только большие по площади сооружения, но и придавать им самые необычные формы. В качестве материала для сетчатой оболочки применяется как сталь, так и алюминий, позволяющий в 3 раза облегчить конструкцию. Кроме того, из алюминиевых листов зачастую делается кровля и стены таких сооружений, что позволяет существенно снизить нагрузку на несущую конструкцию.

Гигантский развлекательный парк Ferrari World в Абу-Даби, открытый в 2010 году, имеет самую большую в мире алюминиевую крышу площадью 200 000 м². Количества алюминия, которое было использовано для нее, хватило бы на изготовление 16 750 автомобилей Ferrari.

Центр развлечений Ferrari World, Абу-Даби, ОАЭ

Концертный зал The Sage Gateshead в Великобритании, спроектированный архитектурной студией Нормана Фостера, своей формой напоминает звуковые волны. Его конструкция состоит из алюминия, стекла и стали.

Концертный зал The Sage Gateshead, Гейтсхед, Великобритания

Из остекленного алюминиевого каркаса выполнена крыша огромного атриума Riverwalk в гостиничном комплексе Gaylord Texan Resort & Convention Center вблизи Далласа в США. Площадь атриума превышает 16 000 м², при этом в нем поддерживается собственный климат.

Гостиничный комплекс Gaylord Texan Resort & Convention Center, Грейпвайн, США

Знаменитый концертный зал «Дзинтари» в Юрмале в Латвии имеет не просто алюминиевую, но раздвижную алюминиевую крышу – создать такую конструкцию из стали просто невозможно технологически.

Спортивные сооружения

Олимпийский парк, Сочи, Россия

По аналогии с павильонами, при строительстве стадионов, крытых бассейнов и других спортивных объектов алюминий широко используется для сооружения масштабных конструкций нестандартных форм.

Им покрыта крыша Центра водных видов спорта, построенного к Олимпийским играм в Лондоне 2012 года, которая имеет форму огромной морской волны. Длина крыши составляет 160 метров, а вес – 3 тысячи тонн. Под ней расположены два 50-метровых бассейна, один 25-метровый бассейн для прыжков в воду, а также места для 17 500 зрителей.

Центр водных видов спорта, Лондон, Великобритания

Алюминий был одним из ключевых материалов при строительстве олимпийских объектов в Сочи к зимней Олимпиаде 2014 года. Общая площадь светопрозрачных фасадов ледового дворца «Большой», биатлонного стадиона «Лаура» и центра санного спорта «Санки» превысила 16 000 м².

Ледовый дворец спорта Айсберг, Сочи, Россия

Не останавливаясь на достигнутом, ученые исследуют новые возможности использования алюминия в качестве основного строительного материала. Так ученые из Гонконгского университета науки и технологий разработали инновационные панели на основе алюминия, которые могут применяться при строительстве высотных домов, обеспечивая более высокую энергетическую и экономическую эффективность по сравнению с бетоном и сталью.

В статье использованы фотоматериалы © Shutterstock и © Rusal.

Читайте также

Применение алюминия в других сферах

Транспорт

Энергетика

Потребительские товары

Упаковка

Где используется алюминий?

«Крылатый металл» является одним из самых распространенных в быту и производстве. Алюминий используется при создании мостов, автомобилей, самолетов и лаже смартфонов.

О том, где еще может использоваться алюминий, рассказывает Life.ru.

В небе и в космосе

Впервые алюминий «полетел» в 1900 году — в виде каркаса и винтов огромного дирижабля LZ-1 Фердинанда Цеппелина. Но мягкий чистый металл годился только для медлительных летательных аппаратов легче воздуха. По-настоящему «крылатый» алюминий  был уже прочнее в пять раз, поскольку содержал в своём составе марганец, медь, магний, цинк в разных процентных соотношениях — небо и космос покоряли разновидности дюралюминия, сплава, изобретённого ещё в начале ХХ века немецким инженером Альфредом Вильмом.

Материал был перспективным, но имел и немало ограничений — требовал так называемого старения, то есть набирал заложенную в него прочность не сразу, а лишь со временем. Да и сварке не поддавался… И тем не менее покорение космоса началось именно с дюраля, из которого в том числе выполнен и шар знаменитого первого искусственного спутника Земли.

Гораздо позже, в разгар космической эпохи, начали появляться сплавы и материалы на основе алюминия с куда более замечательными свойствами. К примеру, дружба алюминия с литием позволила сделать детали самолётов и ракет значительно легче, не снижая прочности, а сплавы с титаном и никелем обладают свойством «криогенного упрочнения»: в космическом холоде пластичность и прочность их только возрастают. Из тандема алюминия и скандия была выполнена обшивка космического челнока «Буран»: алюминиево-магниевые пластины стали гораздо прочнее на разрыв, сохранив при этом гибкость и вдвое повысив температуру плавления.

Более современные материалы — не сплавы, а композиты. Но и в них основой чаще всего является алюминий. Один из современных и перспективных авиакосмических материалов называется «бороалюминиевый композит», где волокна бора прокатываются сэндвичем со слоями алюминиевой фольги, образуя под высокими давлениями и температурами крайне прочный и лёгкий материал. К примеру, лопатки турбин продвинутых авиационных двигателей представляют собой бороалюминиевые несущие стержни, одетые в титановую «рубашку».

В автопроме и на транспорте

Сегодня у новых моделей Range Rover и Jaguar доля алюминия в конструкции кузова составляет 81%. Первые же эксперименты с алюминиевыми кузовами принято приписывать компании Audi, презентовавшей A8 из лёгких сплавов в 1994 году. Однако ещё в начале ХХ века этот лёгкий металл на деревянном каркасе был фирменным стилем кузовов знаменитых британских спорткаров Morgan. Настоящее «алюминиевое вторжение» в автопром началось в 1970-е, когда заводы массово принялись использовать этот металл для блоков цилиндров двигателей и картеров коробок передач вместо привычного чугуна; чуть позже распространение получили легкосплавные колёса вместо штампованных стальных.

В наши дни ключевой тренд автопрома — электричество. И лёгкие сплавы на основе алюминия приобретают особую актуальность в кузовостроении: «энергосберегающий» металл делает электромобиль легче, а значит, увеличивает пробег на одном заряде батарей. Алюминиевые кузова использует марка Tesla — законодатель мод на рынке автомобилей будущего, и этим, собственно, всё сказано!

Отечественных автомобилей с алюминиевыми кузовами пока нет. Но нержавеющий и лёгкий материал уже начинает проникать в российскую транспортную сферу. Характерный пример — ультрасовременные скоростные трамваи «Витязь-М», чьи салоны полностью выполнены из алюминиевых сплавов, практически вечных и не нуждающихся в постоянной подкраске. Стоит отметить, что на создание одного трамвайного интерьера требуется до 1,7 тонны алюминия, который поставляет Красноярский алюминиевый завод «Русала».

«Потолок, стены, стойки — всё алюминиевое. И это не просто обшивка листами, детали сложные, совмещающие в себе и отделочные, и несущие элементы, и туннели для вентиляции и проводки, — рассказывает Виталий Деньгаев, гендиректор компании «Красноярские машиностроительные компоненты», где были созданы алюминиевые салоны «Витязя». — Плюс помимо эстетики мы получаем ещё и высочайшую безопасность: в отличие от пластиков и синтетики алюминиевый салон не выделяет вредных веществ, если возникло возгорание!»

С 17 марта этого года 13 трамваев «Витязь-М» начали ходить по Москве и к 5 апреля уже перевезли первую сотню тысяч пассажиров! Этот быстрый и бесшумный городской транспорт с салонами на 260 человек, с Wi-Fi, климат-контролем, местами для инвалидов и детских колясок и прочими элементами комфорта, рассчитан на срок службы в 30 лет, что вдвое больше, чем у составов прошлых моделей. В ближайшие три года столица получит 300 «Витязей», 100 из которых встанут на рельсы уже в этом сезоне.

В принтерах будущего

Элементарными любительскими 3D-принтерами, печатающими из пластиковой нити, уже никого не удивишь. Сегодня начинается эра полноценной серийной 3D-печати деталей из металла. Алюминиевый порошок — едва ли не самый распространённый материал для технологии, называемой AF (от Additive Fabrication, «аддитивное производство»). Additive по-английски — «добавка», и в этом глубокий смысл названия технологии: деталь производится не из болванки, от которой в процессе обработки отрезается лишний материал, а наоборот — добавлением материала в рабочую зону инструмента.

Металлический порошок выходит из дозатора AF-машины и послойно спекается лазером в единую прочную массу монолитного алюминия. Детали, которые делаются цельными по методу AF, поражают воображение своей пространственной сложностью; выполнить их классическими методами даже на самых современных металлообрабатывающих станках — невозможно! За счёт ажурной конструкции детали, созданные на машинах аддитивной печати из порошков алюминиевых сплавов, имеют прочность, как у монолита, будучи при этом в несколько раз легче. Производятся они безотходно и быстро — такие металлические «кружева» незаменимы в биомедицине, авиации и космонавтике, в точной механике, при изготовлении пресс-форм и так далее.

Ещё недавно все технологии, связанные с Additive Fabrication, были иностранными. Но сейчас активно развиваются отечественные аналоги. Например, в Уральском федеральном университете (УрФУ) готовится к запуску экспериментальная установка по производству металлических порошков для AF-3D-печати. Установка работает на принципе распыления расплавленного алюминия струёй инертного газа, такой метод позволит получать металлические порошки с любыми заданными параметрами размерности зерна.

В строительстве и освещении

Алюминий может быть также фасадным и кровельным материалом, срок службы которого не ограничивается парой лет и который крайне удобен для дизайнеров и монтажников! Для строительства разработаны особые патентованные сплавы и композиты с самыми разными свойствами — Alclad, Kal-Alloy, Kalzip, Dwall Iridium. Из алюминия можно штамповать детали, в которых кровельная плоскость составляет единое целое с несущими элементами. Это необходимо, к примеру, для создания раздвижных крыш стадионов.

Покрытые специальной разновидностью фторполимера, родственной тефлону, алюминиевые детали крыш выдерживают огромные нагрузки от ветра и осадков. А при сооружении кровель огромных размеров, где общая длина листа от края до края может достигать нескольких десятков метров, используют особую технологию, разработать которую также позволила пластичность алюминия. Чтобы избежать ненадёжного соединения множества небольших листов, на стройплощадку подвозят алюминиевую ленту шириной в несколько метров, свёрнутую в огромный рулон, и прямо на стройплощадке пропускают через специальную машину, делающую ровную ленту профилированной, а значит жёсткой. По специальным направляющим с роликами алюминиевый профиль подают на крышу здания. Эту технологию разработала британская Corus Group, один из мировых лидеров в области производства кровельных алюминиевых листов (ныне в составе Tata Steel).

В нашей же стране алюминиевая архитектура по-настоящему разворачивается только сейчас, с отставанием от мировых темпов, но бодро их нагоняя, — из последних примеров внедрения можно назвать крышу стадиона «Зенит-Арена» в Санкт-Петербурге, объекты казанской Универсиады, сочинский аэропорт, строящийся сейчас в Нижнем Новгороде уникальный легкосплавный мост и другие объекты.

Здание построено, кровля возведена, теперь нужен свет! И тут алюминий снова в тренде. Это не только «крылатый» металл, но ещё и «металл света». Сейчас в мире горят миллиарды LED-ламп и число их ежесекундно растёт. В каждой лампе установлен алюминиевый радиатор, отводящий лишнее тепло от кристаллов светодиодов, не дающий им перегреться. Но куда более важную роль алюминий играет при изготовлении основы самих светодиодов — лейкосапфира. Так называется искусственный кристалл из особо чистого оксида алюминия. Сейчас тонны сырья для кристаллов в основном завозятся из-за границы, однако недавно в Набережных Челнах при поддержке Ростеха запущена первая в стране линия по производству особо чистого оксида алюминия для выращивания монокристаллов лейкосапфиров. В Алюминиевой ассоциации убеждены, что в течение 2–3 лет наши предприятия смогут полностью заместить импорт в Россию особо чистого оксида алюминия, что резко стимулирует отечественное светодиодное производство.

В нашей жизни — повсюду…

…Просто мы не всегда об этом знаем! Практически все качественные гаджеты сделаны на основе алюминиевых сплавов: рамки и крышки смартфонов, планшетов, ноутбуков, корпуса «пауэрбанков» и многое другое. Спортивный инвентарь, детские коляски, кулинарная посуда, батареи отопления, мебельная фурнитура — список сфер, где задействован лёгкий металл, безграничен. Но почему мы не всегда об этом знаем? Дело в том, что алюминий и его сплавы в «голом виде», как та, всем известная, но безнадёжно устаревшая алюминиевая ложка, в наши дни почти не встречается. Сегодня бал правит технология анодирования, которая позволяет покрывать детали из алюминия и его сплавов прочной износостойкой плёнкой оксида. Анодирование не пачкает рук и может получить практически любой цвет и текстуру.

Одно из перспективнейших бытовых алюминиевых направлений — велосипедные рамы. Алюминиевая рама очень лёгкая, поэтому и поднимать велосипед, и ездить на нём очень удобно. Рама не ржавеет при повреждениях краски, легирующие добавки делают металл очень прочным, а технологии под названиями «баттинг» и «гидроформинг» позволяют производить трубы с переменной толщиной и с любыми изгибами, облегчая и усиливая раму именно там, где это нужно.

Миллионы велосипедов — огромный рынок! Однако пока рамы всех продаваемых и собираемых в нашей стране двухколёсников — импортные… «Впрочем, в этой сфере наметилась небольшая революция: инженеры «Русала» разработали особый новый сплав, идеально подходящий для велорам, и ведут работу по развитию производства рам в нашей стране, — рассказывает заместитель редактора журнала «Металлоснабжение и сбыт» Леонид Хазанов. — Проект поддерживают «Русал», как единственный российский производитель алюминия, расположенный в Набережных Челнах завод алюминиевых профилей «Татпроф», готовый делать трубы для рам, и отечественная компания — сборщик велосипедов «Веломоторс». Если задуманные масштабы производства будут реализованы, наши рамы должны стать дешевле китайских и при этом куда выше по качеству».

Россия — мировой алюминиевый лидер, входящий в первую тройку производителей этого металла. СССР начал строить алюминиевые заводы в начале тридцатых годов ХХ века, к середине десятилетия полностью избавившись от импорта. Однако по-настоящему в «алюминиевую эру» мы вступаем, как ни странно, только сейчас. Основной владелец «Русала» Олег Дерипаска неоднократно заявлял, что уровень потребления алюминия в России гораздо ниже общемирового и сегодня наконец настало время сломить этот тренд и приложить максимум усилий и средств для создания перерабатывающих мощностей на территории страны и вытеснить импортную продукцию, к качеству которой зачастую возникает масса вопросов.

Долгие годы инженеры-проектировщики избегали использования алюминия, поскольку в устаревших нормативных документах алюминиевые сплавы и композиты просто не фигурировали — сегодня же нормативы, ГОСТы и СНИПы пересматриваются и обновляются в духе времени. И практически все сферы промышленности ждут открытия для себя новых областей использования этого металла.

Фото из открытых источников

фактов об алюминии | Живая наука

Алюминий: его можно найти не только в холодильнике, обернутом вокруг остатков недельной давности. Этот элемент является вторым по распространенности металлическим элементом в земной коре после кремния. Он используется в банках из-под содовой и другой упаковке, в самолетах и ​​автомобилях и даже в шикарном iPhone 6.

Огромный объем алюминия — по данным Университета Висконсина, составляет около 8 процентов земной коры по весу — делает его легким для восприятия. этот металл как должное. Но алюминий легкий (по данным Геологической службы США, в три раза легче стали или меди), его легко формовать, складывать и перерабатывать. Он устойчив к коррозии и выдерживает многократное использование.

Самое смешное в алюминии то, что он вовсе не должен быть таким уж полезным. Металл на самом деле легко окисляется или теряет электроны, реакция того же типа, которая вызывает ржавчину железа. Однако, в отличие от чешуйчатого оксида железа, продукт этой реакции, оксид алюминия, прилипает к исходному металлу, защищая его от дальнейшего распада, согласно данным Университета Висконсина.

Только факты

• Атомный номер (количество протонов в ядре): 13
• Атомный символ (в периодической таблице элементов): Al
• Атомный вес (средняя масса атома): 26,9815386
• Плотность: 2,70 грамма на кубический сантиметр
• Фаза при комнатной температуре: твердое тело
• F (2519 градусов C)
• Количество изотопов (атомов одного и того же элемента с разным числом нейтронов): 22, один стабильный
• Наиболее распространенные изотопы: Al-27 (стабильный) и Al-26 (радиоактивный; полу- жизнь 730 000 лет)

Чудо-металл

Алюминий образуется в звездах в результате реакции синтеза, в которой магний забирает дополнительный протон, согласно Chemicool, химическому веб-сайту, созданному Дэвидом Д. Хсу из Массачусетского технологического института. Однако в природе он не встречается в чистом виде; в земной коре алюминий чаще всего встречается в виде соединения, называемого квасцами (сульфат калия-алюминия).

Датский химик Ганс Кристиан Эрстед впервые сумел извлечь алюминий из квасцов в 1825 году, по данным Национального ускорительного комплекса Томаса Джефферсона. Позже ученые усовершенствовали процесс переработки алюминия в квасцы, но не смогли снизить цену до практического уровня. На протяжении десятилетий алюминий ценился больше, чем золото: Наполеон III, первый президент Второй французской республики, начиная с 1848 года, с гордостью обслуживал своих самых почетных гостей, используя алюминиевые тарелки и столовые приборы, потому что, по данным The Aluminium, это был такой редкий металл. Ассоциация. Сообщается, что Наполеон III также заказал для своего сына алюминиевую погремушку.11 статья в журнале Good Housekeeping.

Наконец, в 1886 году французский инженер Поль Эро и выпускник химического факультета Оберлина по имени Чарльз Холл независимо друг от друга изобрели процесс, в котором оксид алюминия плавится в криолите (алюмофторид натрия) и подвергается воздействию электрического тока, согласно данным American Chemical Общество. По данным ACS, процесс Холла-Эру до сих пор используется для производства алюминия наряду с процессом Байера, который извлекает алюминий из бокситовой руды.

Единственной стабильной формой алюминия является Al-27, а период полураспада большинства изотопов составляет миллисекунды, то есть они исчезают менее чем за мгновение ока. Но Al-26, самый долгоживущий радиоактивный изотоп алюминия, имеет период полураспада около 730 000 лет. Согласно исследованию, опубликованному в январе 2006 года в журнале Nature, этот изотоп обнаружен в областях звездообразования в галактике. В этом исследовании исследователи НАСА использовали обнаруживаемые вспышки Al-26 для точного определения сверхновых или звездных взрывов. Используя эти отпечатки пальцев Al-26, ученые подсчитали, что сверхновая происходит в среднем каждые 50 лет в галактике Млечный Путь, и что каждый год рождается семь новых звезд.

Кто знал?

• Алюминий в изобилии: в 2012 году, по данным Агентства по охране окружающей среды США (EPA), только для контейнеров и упаковки было произведено 1,9 миллиона тонн алюминия. Еще 1,7 млн ​​тонн пошли на бытовую технику, автозапчасти и другие товары длительного пользования.
• По данным Chemicool, один Боинг-747 содержит 147 000 фунтов (более 66 000 кг) алюминия.
• Не пытайтесь делать это дома (если у вас нет вытяжного шкафа). Алюминиевая пудра плюс йод плюс несколько капель воды создают настоящее зрелище: облака токсичных фиолетовых паров йода, а затем внезапное пламя. Реакция является демонстрацией того, насколько реактивным может быть алюминий.
• Утилизируйте! По данным EPA, на переработку алюминия уходит всего 5% энергии, необходимой для извлечения нового алюминия из руды. По состоянию на 2012 год около 55 процентов алюминиевых банок из-под напитков отправлялись в мусорный бак.
• Вершина монумента Вашингтона увенчана алюминиевой пирамидой высотой 8,9 дюйма (22,6 сантиметра). Алюминиевый колпачок первоначально служил вершиной громоотвода памятника, хотя его пришлось дополнить медными стержнями, когда стало ясно, что один только колпачок не может предотвратить повреждение, согласно 1995 статья в Журнале Общества минералов, металлов и материалов.
• Эта банка кока-колы, возможно, не так давно пропала с полки. По данным Алюминиевой ассоциации, алюминиевая банка возвращается как новая после переработки всего за 60 дней.
• Trippy: По данным Ассоциации алюминия, около 75 процентов всего алюминия, когда-либо произведенного, все еще используется благодаря переработке.

Текущие исследования

Пожалуй, самое известное появление алюминия в недавних исследованиях произошло в 2011 году, когда он сыграл роль в Нобелевской премии по химии. Лауреат премии, материаловед Дэн Шехтман из Израильского технологического института Технион, открыл квазикристаллы, молекулярные структуры неповторяющихся узоров. Материал, в котором Шехтман обнаружил эти квазикристаллы, представлял собой смесь марганца и алюминия.

На рынке представлены сотни алюминиевых сплавов или смесей с другими металлами. Сам по себе алюминий легкий, но слабый, поэтому добавляются другие металлы, чтобы сделать его более мускулистым.

Чжу и его коллеги довели эту концепцию до крайности, создав алюминий, столь же прочный, как сталь, как они сообщили в статье, опубликованной в журнале Nature Communications в 2010 году. к экстремальному давлению, исследователи обнаружили, что они могут раздавить зерна алюминия до наноразмера. Эти более мелкие зерна позволяют сплаву двигаться, поэтому он не становится хрупким и не ломается, как керамика под давлением. Но движение достаточно скупое, поэтому материал остается очень прочным.

«Наноструктура очень затрудняет движение дислокации, но в то же время, когда вы прикладываете достаточно большую силу, она позволяет ей двигаться», — сказал Чжу Live Science.

В настоящее время исследователи могут производить только небольшие количества этого сверхпрочного алюминиевого сплава за раз, что означает, что коммерческое применение пока невозможно.

Тем временем в Орегоне исследователи используют передовые технологии для изучения водного алюминия или соединений алюминия, образующихся в воде, особенно оксидов алюминия. Оксиды алюминия представляют собой соединения, в состав которых входят как алюминий, так и кислород.

«Окись алюминия, особенно в виде пленки, используется во множестве различных отраслей промышленности», — сказал Дуглас Кеслер, директор Центра химии устойчивых материалов Университета штата Орегон. Эти пленки создают хорошие устойчивые к царапинам и коррозии барьеры; оксиды алюминия также используются при очистке воды для осаждения мельчайших частиц, сказал Кеслер в интервью Live Science.

Кеслер и его команда работают над анализом чернилоподобных растворов, которые можно нагреть и высушить в пленки оксида алюминия.

«У нас нет химических методов, позволяющих одновременно с такими растворами идентифицировать и состав, и структуру, молекулярную структуру того, что находится в растворе», — сказал Кеслер. «Итак, мы взяли несколько совершенно новых лазерных технологий и объединили их с мощными вычислениями, чтобы иметь возможность одновременно определять состав и структуру».

Как только они поймут решения, сказал Кеслер, исследователи смогут лучше контролировать процесс производства пленок и научиться делать их энергоэффективными способами. Сейчас команда больше всего заинтересована в использовании пленок для туннелирования электронов. Кеслер сказал, что, поместив очень чистую пленку оксида алюминия между двумя электродами, ученые очень близки к тому, чтобы заставить электроны прыгать с одного электрода на другой, даже не взаимодействуя с пленкой: «По сути, мгновенная передача от одного электрода к другому, — сказал Кеслер.

По словам Кеслера, это устройство для электронного туннелирования можно использовать в качестве дешевого и простого переключателя.

Дополнительные ресурсы

• Вот взгляд изнутри на то, почему алюминий стоит, возможно, дороже, чем должен — отчет о расследовании, проведенный New York Times о завышенных ценах на алюминий.
• Загляните под капот iPhone и узнайте, какие химические элементы, такие как алюминий, делают его работу в этом видео, подготовленном Американским химическим обществом.
• В этом видео канала Discovery наглядно показано, как перерабатываются алюминиевые банки.
• Знаете ли вы, что писатель-фантаст Жюль Верн написал об алюминиевой космической ракете в своем романе «Путешествие на Луну» — узнайте больше исторических фактов об алюминии на сайте Алюминиевой ассоциации.

Подписывайтесь на Live Science @livescience , Facebook и Google+ .

Стефани Паппас — автор статей для журнала Live Science, освещающего самые разные темы — от геонаук до археологии, человеческого мозга и поведения. Ранее она была старшим автором журнала Live Science, но теперь работает внештатным сотрудником в Денвере, штат Колорадо, и регулярно публикует статьи в журналах Scientific American и The Monitor, ежемесячном журнале Американской психологической ассоциации. Стефани получила степень бакалавра психологии в Университете Южной Каролины и диплом о высшем образовании в области научной коммуникации в Калифорнийском университете в Санта-Круз.

Что такое алюминий? (с картинками)

`;

Наука

Факт проверен

Алюминий — это распространенный металлический химический элемент, который широко используется во всем мире для производства широкого спектра продуктов. Многие потребители ежедневно взаимодействуют с ним в той или иной форме, особенно если они активно работают на кухне. Элемент имеет атомный номер 13 и обозначается символом Al в периодической таблице элементов. Он относится к бедным металлам, разделяя свойство чрезвычайной ковкости с такими металлами, как олово и свинец. Международное стандартное написание алюминий .

История этого элемента на самом деле довольно давняя. Различные формы использовались на протяжении веков; оксиды алюминия, например, появляются в керамике и глазури из Древнего Египта. Римляне также использовали его в виде вещества, которое они называли квасцами. В 1800-х годах Ганс Христиан Эрстед выделил нечистую форму элемента, а за ним последовал Фридрих Велер, которому удалось выделить чистую форму в 1827 году. 0003

Сначала ученые полагали, что этот металл чрезвычайно редок и труден для извлечения, и когда-то этот металл высоко ценился. Несколько скульптур 1800-х годов иллюстрируют это широко распространенное мнение. Однако в 1886 году американский студент по имени К.М. Холл и француз по имени Поль Эрут разработали процесс плавки руд для извлечения из них ценного алюминия. Метод Холла-Эру в настоящее время широко используется во всем мире для выделения элемента из таких руд, как бокситы.

Далеко не редкий, алюминий фактически является третьим наиболее распространенным элементом в земной коре, и это самый распространенный металлический элемент на Земле. В чистом виде он серебристо-белый и очень легкий. Этот элемент легко смешивается, образуя легкие, но очень прочные сплавы, и он очень хорошо проводит тепло и электричество. Кроме того, он немагнитен, что может быть очень полезным свойством в некоторых приложениях. Множество применений металла и его соединений включают производство автомобилей, строительство, краски, упаковку, кухонную утварь, антациды, антиперспиранты и вяжущие средства.

Хотя алюминий сам по себе не токсичен, у этого элемента есть некоторые опасные аспекты. Люди, работающие с большими объемами этого вещества, могут заболеть, особенно если они вдыхают этот элемент. Дети кажутся восприимчивыми к этому элементу, особенно если их почки плохо функционируют. Похоже, что он также может вызывать нервно-мышечные и скелетные проблемы, хотя точный порог опасности неизвестен. Исследования алюминиевых изделий показали, что они безопасны для большинства потребителей, хотя у некоторых людей может возникнуть контактный дерматит при контакте с такими продуктами, как кастрюли, антиперспиранты и антациды.

С тех пор как несколько лет назад Мэри начала работать над сайтом, она приняла захватывающая задача быть исследователем и писателем AllTheScience.