ТЕГИ
Кристаллы сверхпроводников — каракатица и сверхпроводимость
Каракатица и сверхпроводимость, химики из Великобритании использовал кости каракатицы в качестве матрицы для роста новых кристаллов сверхпроводников.Саймон Холл (Simon Hall) с коллегами из Университета Бристоля замачивал «кости» каракатицы (морскую пенку) в растворе, содержащем прекурсоры иттрий-барий-медь оксидного сверхпроводника Y123, после чего нагрели образец до 900°C, получив при этом сверхпроводник.
Морская пенка, представляющая собой редуцированную раковину каракатицы, является открытой структурой, состоящей из поперечно сшитых слоев карбоната кальция.
Такая структура позволяет образцу эффективно окисляться при нагревании на воздухе, что, в отличие от других методов синтеза высококачественного Y123, позволяет отказаться от использования чистого кислорода.
Исследователи обнаружили, что после нагрева морская пенка сохранила сложную пористую структуру, что позволило получить легкий сверхпроводящий материал.
Также было обнаружено, что критическая плотность тока нового материала превышала критическую плотность тока коммерчески доступного Y123 почти на два порядка.Холл поясняет, что морская пенка является дешевым, доступным и, самое главное, морфологически сложным материалом.
Он добавляет, что такие биологические структуры особенно хороши для матричного синтеза неорганических соединений еще и благодаря тому, что поверхность морской пенки покрыта слоем хитина, имеющего значительное сродство к ионам металлов.
Малый вес сверхпроводимого материала, полученного с помощью каракатицы, может пригодиться в тех областях, в которых где вес играет решающую роль. В дальнейших планах Холла изучение влиянии различных природных полимеров на рост кристаллов сверхпроводящих материалов.
Карбонат кальция (мел) — химическое соединение, соль угольной кислоты. Химическая формула — CaCO3. В природе встречается в виде минералов кальцита, арагонита и ватерита. Карбонат кальция является главной составной частью известняка, мела и мрамора. Нерастворим в воде и этаноле.
Зарегистрирован как белый пищевой краситель (E170).
Применение карбоната кальция
Массовое производство/использование
Очищенный от посторонних примесей, карбонат кальция широко используется в бумажной и пищевой промышленности, при производстве пластмасс, красок, резины, продукции бытовой химии, в строительстве. Производители бумаги используют карбонат кальция одновременно в качестве отбеливателя, наполнителя (заменяя им дорогостоящие волокна и красители), а также раскислителя.
Производители стеклянной посуды, бутылок, стекловолокна используют карбонат кальция в огромных количествах в качестве источника кальция — одного из основных элементов, необходимых для производства стекла. Широко используется при производстве продукции личной гигиены (например, зубной пасты), и даже в пищевой и медицинской промышленности.
Производители пластмассы — одни из основных потребителей карбоната кальция (более 50 % всего потребления). Используемый в качестве наполнителя и красителя, карбонат кальция необходим при производстве поливинилхлорида (PVC), полиэфирных волокон (кримплен, лавсан, и т. п.), полеолефинов. Изделия из данных видов пластмасс распространены повсеместно — это трубы, сантехника, кафельная плитка, черепица, линолеум, ковровые покрытия, и т. п. Карбонат кальция составляет порядка 20 % красящего пигмента, используемого при производстве красок.
Строительство
Строительство — еще один из основных потребителей карбоната кальция. Шпатлевки, различные герметики — все они содержат карбонат кальция в значительных количествах. Также, карбонат кальция является важнейшим составным элементом при производстве продукции бытовой химии — средств для чистки сантехники, кремов для обуви.
Карбонат кальция также широко используется в очистительных системах, как средство борьбы с загрязнением окружающей среды, при помощи карбоната кальция восстанавливают кислотно-щелочной баланс почвы.
Химические свойства карбонат кальция
Карбонат кальция — кальциевая соль угольной кислоты (H2CO3). Устаревшее название — углекислый кальций.
При нагревании до 900−1000 °C расщепляется на кислотный оксид — углекислый газ CO2 и оксид — негашёную известь CaO по формуле:
mathrm{ CaCO_3 longrightarrow CaO + CO_2 uparrow}
В воде с углекислым газом растворяется, образуя кислую соль — гидрокарбонат кальция Ca(HCO3)2:
mathrm{CaCO_3+CO_2+H_2O longrightarrow Ca(HCO_3)_2}.
Существование именно этой реакции дает возможность образовываться сталактитам, сталагмитам и прочим красивейшим формам, да и вообще развиваться карсту.
