ቴፍሎን፡- ከማይጣበቅ ፓን ጀርባ ያለው “የፕላስቲክ ንጉሥ” - ድንገተኛ የላብራቶሪ ግኝት የጠፈር ዘመንን እንዴት እንደጀመረ

በድስት ላይ ትንሽ ዱካ ሳይኖረው ፍጹም የሆነ የፀሐይ ጎን ያለው እንቁላል ያለችግር እየጠበሰ አስቡት፤ የታመሙ የደም ሥሮችን ሕይወት የሚያድኑ አርቲፊሻል የደም ሥሮችን ወይም በማርስ ሮቨር አስከፊ አካባቢ ውስጥ በአስተማማኝ ሁኔታ የሚሰሩ ወሳኝ አካላትን በመተካት የቀዶ ጥገና ሐኪሞች… እነዚህ ያልተገናኙ የሚመስሉ ሁኔታዎች አንድ የተለመደ፣ የማይታበይ ጀግና ይጋራሉ። ፖሊቴትራፍሎሮኢቲሊን (PTFE)፣ በንግድ ስሙ ቴፍሎን የሚታወቀው።

I. የማይጣበቅ ፓን ሚስጥራዊ መሣሪያ፡ ዓለምን የለወጠው አደጋ

በ1938፣ በዱፖንት የሚሠራው አሜሪካዊው ኬሚስት ሮይ ፕሉኬት አዳዲስ ማቀዝቀዣዎችን እያጠና ነበር። በቴትራፍሎሮኢቲሊን ጋዝ የተሞላ የብረት ሲሊንደር ሲከፍት፣ ጋዙ “ጠፍቶ” ከታች እንግዳ የሆነ ነጭ የሰም ዱቄት ብቻ በመተው ሲያውቅ በጣም ተገረመ።

ይህ ዱቄት እጅግ በጣም የሚያዳልጥ፣ ለጠንካራ አሲዶች እና ለአልካላይስ የሚቋቋም እና ለማቀጣጠል እንኳን አስቸጋሪ ነበር። ፕሉኔት ቀደም ሲል ያልታወቀ እና ተአምራዊ ቁሳቁስ - ፖሊቴትራፍሎሮኢቲሊን (PTFE) - በድንገት እንዳመረተ ተገነዘበ። እ.ኤ.አ. በ1946 ዱፖንት “ቴፍሎን” ብሎ የንግድ ምልክት አድርጎታል፣ ይህም የPTFE አፈ ታሪክ ጉዞ መጀመሪያ ምልክት ሆኗል።

• "አሎፍ" የተሰኘው የተወለደ፡- የPTFE ልዩ ሞለኪውላዊ መዋቅር በፍሎሪን አቶሞች በጥብቅ የተከላከለ የካርቦን ጀርባ ያለው ሲሆን ይህም ጠንካራ መከላከያ ይፈጥራል። ይህም ሁለት "ልዕለ ኃያላን" ይሰጠዋል፡-
  • እጅግ በጣም ጥሩ የሆነ የማይጣበቅ (የማጣበቂያ መከላከያ): ምንም ነገር በተንሸራታች ቦታው ላይ አይጣበቅም ማለት ይቻላል - እንቁላሎቹ እና ሊጡ ወዲያውኑ ይንሸራተታሉ።
  • "የማይበገር" (የኬሚካል ኢንተለጀንስ): አኳ ሬጂያ (የተከማቸ ሃይድሮክሎሪክ እና ናይትሪክ አሲዶች ድብልቅ) እንኳን ሊያበላሽ አይችልም፣ ይህም በቁሳቁሶች ዓለም ውስጥ "የኢንሱሌሽን ምሽግ" ያደርገዋል።
• ግጭት? ምን ግጭት?: PTFE በሚያስደንቅ ሁኔታ ዝቅተኛ የግጭት መጠን (እስከ 0.04 ዝቅተኛ) አለው፣ በበረዶ ላይ ከሚንሸራተት በረዶ እንኳን ያነሰ ነው። ይህም ለዝቅተኛ የግጭት ተሸካሚዎች እና ስላይዶች ተስማሚ ያደርገዋል፣ ይህም ለሜካኒካል ብልሽት እና የኃይል ፍጆታ በእጅጉ ይቀንሳል።
• "ኒንጃ" በሙቀትም ሆነ በብርድ የማይበገር፡- PTFE እስከ 260°ሴ ድረስ ካለው የፈሳሽ ናይትሮጅን (-196°ሴ) ጥልቀት የተረጋጋ ሆኖ ይቆያል፣ እና ከ300°ሴ በላይ አጭር ፍንዳታዎችን መቋቋም ይችላል - ከመደበኛ ፕላስቲኮች ገደብ በላይ።
• የኤሌክትሮኒክስ ጠባቂ፡- እንደ ዋና የኢንሱሌሽን ቁሳቁስ፣ PTFE ከፍተኛ ድግግሞሽ፣ ቮልቴጅ እና የሙቀት መጠን ባላቸው አስቸጋሪ የኤሌክትሮኒክስ አካባቢዎች የላቀ ነው። በ5ጂ ኮሙኒኬሽን እና ሴሚኮንዳክተር ማምረቻ ውስጥ ከትዕይንቱ በስተጀርባ ጀግና ነው።

II. ከኩሽና ባሻገር፡ የ PTFE በቴክኖሎጂ ውስጥ ያለው ሁለንተናዊ ሚና

የPTFE ዋጋ ምግብ ማብሰልን ቀላል ከማድረግም በላይ ይዘልቃል። ልዩ ባህሪያቱ ዘመናዊ የቴክኖሎጂ እድገቶችን የሚያንቀሳቅስ ወሳኝ "ያልተዘመረለት ጀግና" ያደርጉታል፡

• የኢንዱስትሪ "የደም ሥሮች" እና "ጋሻ":
  • የማተሚያ ባለሙያ፡- የPTFE ማኅተሞች በከፍተኛ ሁኔታ የሚበላሹ የኬሚካል ፋብሪካ የቧንቧ መገጣጠሚያዎች እና ከፍተኛ ሙቀት ባላቸው የመኪና ሞተር ማኅተሞች ውስጥ ከሚፈሱ ፍሳሾች በአስተማማኝ ሁኔታ ይጠብቃሉ።
  • ዝገትን የሚቋቋም ሽፋን፡- የኬሚካል ማቀነባበሪያ መሳሪያዎችን እና የሬአክተር መርከቦችን በ PTFE መጠቀም ለኬሚካል መከላከያ ልብሶች እንደመስጠት ነው።
  • ቅባት ጠባቂ፡- የPTFE ዱቄትን ወደ ቅባቶች መጨመር ወይም እንደ ጠንካራ ሽፋን መጠቀም በከባድ ጭነት ስር፣ ያለ ዘይት ወይም በከባድ አካባቢዎች ውስጥ የማርሽ እና የሰንሰለት ስራዎችን በተቀላጠፈ ሁኔታ ያረጋግጣል።
• የኤሌክትሮኒክስ እና ኮሙኒኬሽን "አውራ ጎዳና"፡
  • ከፍተኛ ድግግሞሽ ያለው የወረዳ ቦርድ ንጣፎች፡ 5ጂ፣ ራዳር እና የሳተላይት የመገናኛ መሳሪያዎች ኪሳራ የሌለበት ከፍተኛ ፍጥነት ያለው የምልክት ስርጭትን ለማግኘት በ PTFE ላይ የተመሰረቱ ቦርዶችን (ለምሳሌ፣ ታዋቂው የሮጀርስ RO3000 ተከታታይ) ላይ የተመሰረቱ ናቸው።
  • ወሳኝ የሴሚኮንዳክተር ማምረቻ ለፍጆታ የሚውሉ፡- በቺፕ መቅረጽ እና በጽዳት ሂደቶች ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውሉ ጠንካራ የዝገት ኬሚካሎችን ለሚይዙ ኮንቴይነሮች እና ቱቦዎች PTFE አስፈላጊ ነው።
• በጤና አጠባበቅ ዘርፍ "የሕይወት ድልድይ"፡-
  • አርቲፊሻል የደም ሥሮች እና ጥገናዎች፡- የተስፋፋ PTFE (ePTFE) ለአስርተ ዓመታት በተሳካ ሁኔታ የተተከለ እና ስፍር ቁጥር የሌላቸውን ህይወት የሚያድን እጅግ በጣም ጥሩ ባዮተኳሃኝነት ያለው አርቲፊሻል የደም ሥሮች እና የቀዶ ጥገና ሜሽ ይፈጥራል።
  • የፕሪሲሽን መሳሪያ ሽፋን፡ በካቴተሮች እና በመመሪያ ሽቦዎች ላይ የ PTFE ሽፋኖች የማስገቢያ ግጭትን በእጅጉ ይቀንሳሉ፣ ይህም የቀዶ ጥገና ደህንነትን እና የታካሚዎችን ምቾት ያሻሽላል።
• ለዘመናዊ ቴክኖሎጂ "አጃቢ"፡
  • የጠፈር ፍለጋ፡- ከአፖሎ የጠፈር ልብሶች ላይ ከሚደረጉ ማኅተሞች ጀምሮ እስከ በማርስ ሮቨር ላይ የኬብል መከላከያ እና ተሸካሚዎች ድረስ፣ PTFE የቦታውን ከፍተኛ የሙቀት መጠን እና ክፍተት በአስተማማኝ ሁኔታ ይቋቋማል።
  • የወታደራዊ መሳሪያዎች፡- PTFE በራዳር ጉልላት፣ በድብቅ ቴክኖሎጂ ሽፋኖች እና በዝገት መቋቋም በሚችሉ ክፍሎች ውስጥ ይገኛል።

III. ውዝግብ እና ዝግመተ ለውጥ፡ የPFOA ጉዳይ እና ወደፊት የሚወስደው መንገድ

PTFE ራሱ በኬሚካል የማይንቀሳቀስ እና በመደበኛ የማብሰያ ሙቀት (በተለምዶ ከ250°ሴ በታች) በጣም ደህንነቱ የተጠበቀ ቢሆንም፣ በታሪክ ውስጥ ጥቅም ላይ የዋለውን የፕሮሰሲንግ ረዳት የሆነውን PFOA (ፐርፍሎሮኦክታኖይክ አሲድ) በተመለከተ ስጋት ተነስቷል።ማምረት.

• የPFOA ችግር፡- PFOA ዘላቂ፣ ባዮአክሙሉላይዝድ እና መርዛማ ሊሆን የሚችል ሲሆን በአንድ ወቅት በአካባቢ እና በሰው ደም ውስጥ በስፋት ይታወቅ ነበር።
• የኢንዱስትሪ ምላሽ፡
  • የPFOA የደረጃ መውጣት፡- ከፍተኛ የአካባቢ እና የህዝብ ጫና (በዩኤስ ኢፒኤ) ሲመራ፣ ዋና ዋና አምራቾች በ2015 የPFOA አጠቃቀምን በአብዛኛው አስወግደው እንደ GenX ያሉ አማራጮችን ቀይረዋል።
  • የተሻሻለ ደንብ እና እንደገና ጥቅም ላይ ማዋል፡ የማኑፋክቸሪንግ ሂደቶች የበለጠ ጥብቅ ቁጥጥር ይደረግባቸዋል፣ እና የ PTFE ቆሻሻን እንደገና ጥቅም ላይ ለማዋል ቴክኖሎጂዎች (ለምሳሌ፣ ሜካኒካል ሪሳይክል፣ ፒሮሊሲስ) እየተመረመሩ ነው።

IV. የወደፊቱ ጊዜ፡ የበለጠ አረንጓዴ፣ የበለጠ ብልህ PTFE

የቁሳቁስ ሳይንቲስቶች ይህንን “የፕላስቲክ ንጉሥ” የበለጠ ለማሳደግ እየሰሩ ነው፡

• ተግባራዊ ማሻሻያዎች፡- የተቀናጁ ማሻሻያዎች (ለምሳሌ የካርቦን ፋይበር፣ ግራፊን፣ የሴራሚክ ቅንጣቶችን መጨመር) PTFE የተሻለ የሙቀት አማቂ ኃይል፣ የመልበስ መቋቋም ወይም ጥንካሬ ለመስጠት፣ በኤሌክትሪክ ተሽከርካሪ ባትሪዎች እና ከፍተኛ ደረጃ ባላቸው ማሽነሪዎች ውስጥ አጠቃቀሙን ለማስፋት ያለሙ ናቸው።
• አረንጓዴ ማኑፋክቸሪንግ፡- ቀጣይነት ያለው የሂደት ማመቻቸት የአካባቢ ተጽዕኖን በመቀነስ፣ ደህንነታቸው የተጠበቀ አማራጭ የማቀነባበሪያ መርጃዎችን በማዘጋጀት እና የመልሶ ጥቅም ላይ የማዋል ቅልጥፍናን በማሻሻል ላይ ያተኩራል።
• ባዮሜዲካል ድንበሮች፡- እንደ የነርቭ ቱቦዎች እና የመድኃኒት አቅርቦት ስርዓቶች ባሉ ይበልጥ ውስብስብ በሆኑ የቲሹ ምህንድስና አፕሊኬሽኖች ውስጥ የePTFEን አቅም ማሰስ።

መደምደሚያ

ከድንገተኛ የላብራቶሪ አደጋ እስከ ዓለም አቀፍ ኩሽናዎች እና ወደ አጽናፈ ዓለም ጉዞዎች፣ የPTFE ታሪክ የቁሳቁስ ሳይንስ የሰውን ሕይወት እንዴት እንደሚለውጥ በግልጽ ያሳያል። በዙሪያችን ሁሉ በማይታይ ሁኔታ ይገኛል፣ የኢንዱስትሪ እድገትን እና የቴክኖሎጂ ፈጠራን ወደር በሌለው መረጋጋት እና ተግባራዊነት ያገፋል። ቴክኖሎጂ እያደገ ሲሄድ፣ ይህ "የፕላስቲክ ንጉሥ" ጸጥ ያለ አፈ ታሪክ ታሪኩን በስፋት መጻፉን ያለምንም ጥርጥር ይቀጥላል።

"በቁሳቁሶች ወሰን ውስጥ ያለው እያንዳንዱ ግኝት የሚመነጨው ከማያውቁት ነገር ፍለጋ እና በአስደናቂ ሁኔታ በአይን የመለየት እድል ነው። የ PTFE አፈ ታሪክ ያስታውሰናል፡- በሳይንስ ጎዳና ላይ አደጋዎች እጅግ ውድ ስጦታዎች ሊሆኑ ይችላሉ፣ እና አደጋዎችን ወደ ተአምራት መቀየር በማይረካ የማወቅ ጉጉት እና በትጋት ጽናት ላይ የተመሰረተ ነው።"- የቁሳቁስ ሳይንቲስት ሊዊ ዣንግ