|
|
Причину этого дефекта сумели установить: часть капелек
смеси всплывала на поверхность связующего полимера, прежде
чем он успевал застыть. А виновата была вода.
Поливиниловый спирт — плотное полимерное вещество.
И перед распылением в него, термоиндикаторов его растворяют в воде. Вода же заставляла
его нити-молекулы сворачиваться в тугие клубки. Клейкие отросточки молекул, которые могли
бы приклеить капли термоиндикаторной смеси, предохранить
их от всплытия, оказывались спрятанными, не работали.
Вместо воды ученые решили растворить поливиниловый
спирт в слабом растворе кислоты, и с дефектом было покончено.
Подвижность молекул жидкости, как известно, у стенок
любого объема ниже, чем в его Объемный жидкокристаллический термоиндикатор можно изготовить для детали любой формы. Синее пятно на этой детали — зона
повышенной температуры. центре. И чем меньше объем, в который заключена жидкость, тем больше молекул оказывается расположенными у его стенок. Из-за этого, как полагали ученые, в капле подвижность молекул окажется настолько
мала, что они не сумеют оторваться от стенок и объединиться. Гарантий, конечно, не было — поведение жидкостей в малых объемах изучено еще недостаточно. Но, как говорится,
попытка не пытка. И вскоре эксперименты показали, что новые термоиндикаторы сохраняют работоспособность многие месяцы (кстати, здесь сработал
и незапланированный эффект: Читать далее…
Вспомним: термоиндикаторы
не просто кристаллы, а жидкие
кристаллы. Молекулы их подвижны и стремятся объединиться с себе подобными. Перемешивай не перемешивай, рано или поздно такого объединения не избежать.
Ученые решили связать молекулы полимерным веществом. Для этого тщательно перемешанную смесь распылили в
водный раствор поливинилового
спирта, с тем чтобы, высохнув,
он закрепил мельчайшие капельки и не дал им слиться.
Ученые допускали, конечно, что
смесь может распасться и внутри капелек, но здесь был расчет
на так называемый пристеночный эффект.
В смеси нескольких термоиндикаторов, как предполагали
химики, термоиндикаторы будут работать поочередно. Сначала один, затем, при повышении температуры,— другой, потом—третий… Однако приготовленная смесь проработала… два с небольшим часа. Когда стали выяснять, в чем дело, оказалось, что термоиндикаторы словно не были перемешаны — в объеме, где недавно была тщательно приготовлена
смесь, каждый из них находился в чистом виде. Когда разделяется сама по себе, скажем,
смесь масла с водой, удивляться нечему — слишком различны
эти вещества и по удельному весу, и по химическому составу.
Термоиндикаторы же химическими и физическими свойствами близки друг к другу. То, что
произошло, казалось невероятным и все же было закономерно.
Добавляя в холестерин различные вещества, ученые рассчитывали «отвлечь внимание»
гидроксилов от молекул холестерина. Но эта была лишь часть задуманного. Главное, составом добавок химики предполагали получить жидкокристаллические вещества, работающие в широком спектре температурной шкалы. Ведь природные термоиндикаторы реагируют на
тепло в очень узкой зоне. Трудно рассказать о том, как
строят новое вещество, судя о результатах работы лишь по
косвенным данным экспериментов. Еще труднее это делать. Но работа шла, и через несколько лет ученые сумели синтезировать целый ряд термоиндикаторов. Если сложить рабочие диапазоны каждого из
них, получался широкий температурный интервал — от —30
до +250 градусов Цельсия. Но
это если сложить. Каждый термоиндикатор в отдельности мог
перекрыть отрезок температурной шкалы всего в 2—3 градуса. Посмотрите на медицинский
термометр. Даже у этого узкоспециализированного прибора
рабочий диапазон 8 градусов.
А в технике перепады температур могут достигать и сотен
градусов. И чтобы расширить
диапазон работы термоиндикаторов, их решили сложить в
полном смысле слова — объединить в смеси.
|
|
Последние комментарии