Superčisté sklo se taví v levitační laboratoři

Experiment, jenž byl původně navržen jako jeden z výzkumných úkolů určený pro Mezinárodní vesmírnou stanici (ISS) přivedl skupinu badatelů z NASA k myšlence, realizovat levitační zařízeni, které by umožňovalo výrobu čistých materiálů na Zemi. Experiment, jenž byl původně navržen jako jeden z výzkumných úkolů určený pro Mezinárodní vesmírnou stanici (ISS) přivedl skupinu badatelů z NASA k myšlence, realizovat levitační zařízeni, které by umožňovalo výrobu čistých materiálů na Zemi.

Materiál, označovaný jako „REAL“ (Rare Earth Aluminum oxide), vznikl nedávno v Elektrostatické levitační laboratoři NASA, která je umístěna v Marshall Space Flight Center v americkém státě Alabama. Vědci zde začali již rutinně používat statickou elektřinu, která jim umožňuje nechat ve vakuové komoře levitovat, (tedy volně se vznášet v prostoru) jednotlivé suroviny, aby je pak pomocí laserového paprsku roztavili do podoby plovoucích žhavých koulí.

Ty pak jsou bez nutnosti kontaktu se stěnou tavící nádoby a možné kontaminace ochlazeny. Díky těmto pokusům s výrobou čistých látek vědci získávají i poznatky týkající se jejich fyzikálních vlastností.

Pro takto vyrobené čisté sklo existuje celá řada možných aplikací – od použití v rámci lékařských a průmyslových laserů, až po využití v optických trasách pro širokopásmové datové spoje. V současné době probíhají intenzivní testy vlastností tohoto materiálu, které jsou zaměřeny speciálně na tyto oblasti.

Čisté vs. běžné sklo Princip výroby čistého skla je v podstatě stejný, jako princip pomocí kterého vyrábějí skláři běžné sklo již po celá staletí. Rozemletou směs potřebnou k výrobě skla roztaví a pak žhavou hmotu ochladí tak, aby se opět vrátila do pevného skupenství.

Ale je to právě levitace, která dává výslednému produktu řadu vlastností, jako je např. chemická stabilita a vhodnost pro infračervené a laserové přenosy. Sklo vyráběné běžnými postupy většinou inklinuje pouze k jedné z těchto vlastností a v jiných vykazuje určité slabosti.

K čemu je to dobré? Klíčovou aplikací pro využití čistého skla jsou laserové aplikace, protože optické součásti vyrobené z čistého skla mohou zesílit světlo do koncentrovaného paprsku, který bude schopen nahradit kovové chirurgické nástroje s tím, že možnost regulace rozsahu vlnových délek s využitím komponent z čistého skla umožní lékařům kontrolu nad intenzitou laserového paprsku v závislosti na typu tkáně.

Průmyslová výroba čistého skla V současnosti se vědci snaží pochopit veškeré aspekty procesů probíhajících při výrobě čistého skla tak, aby byli schopni přizpůsobit technologii jeho výroby tak, aby se odstranila její závislost na elektrostatické levitaci.

To je nutné pro to, aby bylo možné výsledky tohoto výzkumu použít pro komerční účely – elektrostatické levitační zařízení vyvinuté NASA je totiž schopno pracovat jen s malými vzorky materiálu, a to o šířce pouze 3 mm a váze 70 miligramů.

Pro komerční a průmyslové využití je nutné produkovat alespoň pruty čistého skla. Zatím se podařilo vyvinout jen zařízení s omezenou výrobní kapacitou, který pro tavení a chlazení čistého skla využívá platinové kelímky, přičemž čistota skla zůstává prakticky zachována.

Výroba čistých materiálů Prakticky jsou jen dva způsoby,jak vyrobit čistý materiál bez příměsí nežádoucích látek,a to buď na Zemi s využitím levitační laboratoře, nebo ve vesmíru – na palubě kosmické lodi.

Speciální elektrostatická levitační pec umístěná na Mezinárodní vesmírné stanici by v budoucnu měla znamenat přínos pro výzkum a vývoj nových látek. Elektrostatická levitace však není jedinou možností pro zkoumání a vývoj v této oblasti.

Kromě ní lze v některých případech využít i jiné levitační techniky, jako např. magnetickou levitaci, elektromagnetickou levitaci či akustickou (ultrazvukovou) levitaci.

Autor: Marek Zouzalík

Rubriky:  Zajímavosti
Publikováno:
Další články autora
Právě v prodeji
Tip redakce

Související články

Kvůli HPV se umírá zbytečně

Kvůli HPV se umírá zbytečně

Každých 20 hodin zemře na rakovinu děložního čípku v České republice jedna...
Vrcholí tření největšího hejna bolenů dravých v republice

Vrcholí tření největšího hejna...

Zajímavý přírodní jev je možné pozorovat v těchto dnech na vodárenské nádrži...
Hemofilici jsou při pandemii pod tlakem

Hemofilici jsou při pandemii pod...

Stres a psychické vyčerpání zažívá při pandemii kdekdo. Když však navíc...
Změna migrace ryb zlepší stav chráněných biotopů na Šumavě

Změna migrace ryb zlepší stav...

Nad Údolní nádrží Lipno vyroste mobilní konstrukce, která bude sloužit k omezení...
Nová technologie v léčbě Parkinsonovy nemoci

Nová technologie v léčbě...

Světový den Parkinsonovy nemoci si každoročně připomínáme 11. dubna. Jedná se...
V liberecké zoo se narodil pásovec kulovitý

V liberecké zoo se narodil...

Přestože je pásovec kulovitý (Tolypeutes matacus) chován ve více než 65...
Češi zrekonstruovali slavný záběr „Einsteinova“ zatmění Slunce. Snímek byl oceněn i v NASA

Češi zrekonstruovali slavný záběr...

V pondělí 5. dubna 2021 publikovala Asociace univerzit pro výzkum vesmíru NASA jako...
Podaří se ji ve světě zcela vymýtit?

Podaří se ji ve světě zcela...

Dětská přenosná obrna je jednou z nemocí, které měly ještě v minulém...
Záhadná úmrtí orlů v USA

Záhadná úmrtí orlů v USA

Více než 25 let trápily americkou veřejnost na jihovýchodě USA záhadné úhyny...
Už kvetou!

Už kvetou!

Pro Japonsko jsou typické především okrasné třešně sakury, jejichž...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Která země prosperuje nejvíce na světě?

Která země prosperuje nejvíce na...

Nachází se zde nejbohatší a nejrozmanitější příroda, obrovské zásoby...
Sopečné peklo jako zkáza dinosaurů? Možná

Sopečné peklo jako zkáza...

Scénář zániku dinosaurů, který dnes považujeme za nejpravděpodobnější, je dopad...
Varšava obklíčená Němci: Starosta potápějící se loď neopustí

Varšava obklíčená Němci: Starosta...

Když třetí říše zaútočila 1. září 1939 na Polsko, všichni tušili,...
Optické iluze a jejich vysvětlení

Optické iluze a jejich vysvětlení

Optické iluze jsou skvělým nástrojem, který nám dokazuje, že...
Pražské Senovážné náměstí: Během jediného století změnilo šestkrát svůj název

Pražské Senovážné náměstí: Během...

V roce 1896 se pražští radní rozhodnou, že by se na mapách lépe než Senovážné...
Nový domov naleznou až v Indonésii

Nový domov naleznou až v Indonésii

Přestože aktuální epidemiologická situace komplikuje transporty...
Velký hadronový urychlovač: Fyzikální klenot 21. století

Velký hadronový urychlovač:...

Jedno z nejdůležitějších fyzikálních zařízení, které umožňuje pohled na ty nejmenší...
Mýt si ruce je důležité

Mýt si ruce je důležité

Že záleží na čistých rukou, věděli již lidé v antickém Řecku, alespoň z té...
Záhadná úmrtí orlů v USA

Záhadná úmrtí orlů v USA

Více než 25 let trápily americkou veřejnost na jihovýchodě USA záhadné úhyny...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

V našem profesionálně sestaveném testu ihned zjistíte přesné výsledky a obdržíte certifikát.