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

Next