Természet Világa, 1979 (110. évfolyam, 1-12. szám)
1979-12-01 / 12. szám
DR. SZÉKELY TAMÁS Az anyagok előállítása, tulajdonságaik módosítása egyidős az emberi civilizációval. Napjainkban azonban az anyagok tudományos igényű kutatása különleges helyzetben van, a fejlődés minőségileg új korszakba lépett. Ennek oka főleg az ipari gyakorlatban, a technológiában keresendő. E folyamatnak az egyik jellegzetessége az, hogy az anyagkutatásra leginkább azoknak az iparágaknak az igényei hatnak, amelyek a legdinamikusabban fejlődnek. Így mindenekelőtt az elektronika, a számítástechnika és a gépipar egyes területei. A második alapvonás azzal függ össze, hogy amíg az ipari fejlődés ütemét a régebbi korszakokban a termelési módra döntő hatást gyakorló új konstrukciós elvek, az új gyártmánycsaládok megalapozását szolgáló felfedezések szabták meg, addig napjainkban a lehetőségek megnövekedése révén (nem utolsósorban éppen a számítástechnika alkalmazása folytán), egyre inkább a konstrukciók kivitelezhetősége dönti el azok megvalósítási ütemét, azaz a fejlődés sebességét. Akár elektronikai alkatrészekről, akár energiatermelő vagy -átalakító berendezésekről, anyagmegmunkáló gépekről legyen is szó, a fémek ill. más szerkezeti és alapanyagok tulajdonságai korlátozzák a tervező ember fantáziáját. Az ipar már előre igen jól megfogalmazza az anyaggal szemben támasztott minőségi igényeit. Elvárja tehát az anyag előállítására hivatott intézményektől és kutatóktól, hogy az iparban tevékenykedők kívánságát a lehető legjobban teljesítsék. Tegyék ezt még akkor is, ha ez az igény az eddigi anyagismereti tapasztalatok szerint ellentmondásos elemeket is tartalmaz, vagy ha jelentősen eltér a már ismert, a természetben található anyagoktól. Erre kitűnő példa a kénből és nitrogénből álló polimer (melyet S1N2 molekulából állítanak elő), amely a higanyhoz hasonló szabályos fémes vezető, mechanikailag a rézre emlékeztet, noha a két alkotó tipikusan nemfémes elem (1. ábra). Az anyagtudomány és az új anyagtechnológia kifejlődésének harmadik jellegzetessége, hogy éppen az eddig mondottak érdekében (tehát azért, hogy a „megrendelt” tulajdonságokat produkálni tudja) szélesíti a használható anyagok körét. Messze túlmegy ez már a földön legelterjedtebb és legkönnyebben hozzáférhető elemek, nyersanyagok keretein. A fejlődés így egyre több ritka elemet, továbbá újszerű elemkapcsolatot (kötéstípust) tesz ismertté. Már a mindennapi életben is számos olyan elemmel találkozunk, amelyekről néhány évtizeddel ezelőtt még a szakemberek sem tudtak sokat. Az anyagtudomány és az anyagtechnológia ma messze meghaladta a földi viszonyaink adta közönségesebb előfordulások, kötöttségeit. Megfogalmazható ez úgy is, hogy rohamos átalakulásban van a „nyersanyag” fogalma és azok viszonylagos értékrendje is. Közismert, hogy menynyire megnőtt pl. a szelén és a tellúr fontossága a kénhez képest, hogy a lítium újszerű alkalmazásai folytán a többi alkáli fémnél fontosabbá vált. A ritkaföldfémek hajdan majdnem egyformának és egészében jelentéktelennek tekintett csoportján belül mindegyiknek megismertük már sajátos arculatát. Egyes elemek, mint pl. a diszprózium, a prazeodimium, az ittrium, a szamárium oly fontos és sajátos alkalmazást nyertek, hogy még a periódusos rendszerbeli szoros csoporttársaikhoz képest is megkülönböztetettek. Nem mulaszthatom el annak hangsúlyozását sem, hogy hazánk helyzete ebben az összefüggésben pozitívan ítélhető meg, mert éppen a nyersanyagvilágon belüli értékrendváltás tett fontossá egy sor olyan szórvány- és ritkaelemet, amelyek nálunk előfordulnak. Ezek kárpótolhatnak bennünket néhány klaszszikus nyersanyag hiányáért. Az átalakulás negyedik jellegzetessége egyúttal következménye is a technológia és a tudomány fejlődésének. Nevezetesen az, hogy az anyagok előállításakor és alkalmazásakor a különleges fizikai paraméterek (extrém hőmérsékleti és nyomásviszonyok stb.), továbbá a szerkezeti és tisztasági szélsőértékek nagy jelentőségre tettek szert. Így pl. a rendkívül szabályos és a teljesen rendezetlen szerkezetű anyagok; a különleges tisztaság, ill. a pontosan megszabott szennyezés; a speciális geometriai adottságok (pl. a vékonyréteg-jelleg) általános célokká váltak. A fentiek miatt az anyagtudomány és anyagtechnológia fejlődése mind több kémiai ismeretet és eljárást igényel. Egyrészt azért, mert rohamosan növekedik az ipari gyakorlatba bevont elemek és ve- ANYAGTUDOMÁNY: eredmények, lehetőségek, feladatok A higanyhoz hasonló szabályos fémes vezető, mechanikailag a rézre emlékeztet, noha két alkotója tipikus nemfémes elem