Начало строительных биотехнологий



Скачать 93.67 Kb.
страница1/3
Дата14.02.2020
Размер93.67 Kb.
Название файлаnachalo-stroitelnih-biotehnologiy-jabizovam.doc
  1   2   3

Начало строительных биотехнологий

ХХ столетие - время небывалого технического прогресса и дерзких научных открытий глобального значения, изменивших образ жизни и мышления общества. В строительной отрасли ушедший век можно по праву назвать веком бурного развития технологии бетона и железобетона, а также других материалов на минеральных, органических, металлических и прочих вяжущих. На основе последних достижений фундаментальных наук, таких как физика, химия и математика, ученые-материаловеды смогли проникнуть внутрь микро- и макроструктуры этих искусственных материалов. Из хаоса и эмпиризма родилась полиструктурная теория строительных материалов (научная школа академика РААСН В.И. Соломатова), которая раскрыла композиционную природу их строения, дала возможность произвести количественную оценку формирования структур (кластерных, решетчатых и др.) композитов, позволила, применив фрактальную теорию, решать прямую и обратную задачи оптимизации состава композита.

Однако если обратиться к другой группе строительных материалов - природным композитам, становится очевидным, что прогресс в их развитии не столь показателен. Ярким представителем этой группы материалов, включающим комплекс сложных органических соединений, является древесина и другое растительное сырье. Основные компоненты, присутствующие в древесине всех видов, - это три основных полимера: лигнин, целлюлоза и гемицеллюлоза. Причем аморфным матричным материалом служит лигнин, а наполнителем - микроволокна целлюлозы в ориентированном и неориентированном состояниях, которые образуют пространственный сетчатый каркас. Молекулы гемицеллюлозы осуществляют связь между этими компонентами системы.

Использование древесины на всех исторических этапах сводилось в основном к обработке и изготовлению изделий без коренных преобразований первозданной композитной структуры. Но если пиломатериалы -древнейший продукт деревообработки, то древесные плитные материалы (ДСП, фибролит, арболит, ЦСП, ДВП, пластики, фанера) - это материал XX века, приобретение научно-технической революции произошедшей в мире. Исследования в области использования древесных отходов для изготовления плит проводились еще в конце XIX века, и в сороковых годах двадцатого столетья в Западной Европе появляются первые промышленные предприятия по выпуску ДСП.

Создатели древесноволокнистых плит (ДВП) попытались еще глубже проникнуть в макроструктуру древесины и преобразовать ее. Так возникла идея более плотно упаковать волокна целлюлозы (эффект высоконаполненных систем), чтобы увеличить энергию водородных связей, которыми связаны между собой цепи молекул целлюлозы. Но полная реализация такой идеи оказалась весьма проблематичной: чтобы преодолеть сопротивление волокон и сблизить их на расстояние обеспечивающее возникновение водородных связей, потребовалось колоссальное давление и специальная обработка волокон.

Фанера - третий вид современных плитных материалов из древесины. Этот материал известен очень давно. Принципиальный недостаток производства фанеры в древности заключался в том, что тонкие дощечки получали пилением и в отходы уходило больше древесины, чем на само изделие. И только в 1819 году таллинский ремесленник Фишер изобрел безопилочный способ - лущение (метод развертывания с бревна слоев древесины).

Идея создать материал, который, сохраняя положительные свойства древесины, не имел бы ее отрицательных черт (разбухания и коробления) нашла свое воплощение в древесных пластиках. Древесину пропитывали полимерами или мономерами, а затем, используя нагревание, химические реагенты или гамма-облучение, производили отверждение этих химических веществ. Однако из-за сложности и дороговизны метода широкого индустриального внедрения он не нашел.

Благодаря высоким механическим и теплотехническим свойствам плит и относительно простой технологии самое большое распространение получило начатое в 40-х годах производство древесно-стружечных плит (ДСП). Традиционные технологические процессы включают

два основных этапа: подготовку древесного сырья (волокон, стружки) и горячее прессование из них плит с применением синтетических связующих. При этом остро встает проблема экологической чистоты получаемых материалов, и это значительно сужает область их применения. Многочисленные меры по снижению токсичности преимущественно используемых карбамидных и феноло-формальдегидных смол не приносят значительного эффекта.

По-новому решать этот вопрос - использовать связующие свойства природных полимеров - позволяют строительные биотехнологии. В современном понимании биотехнология - это интегрированное использование биохимии, микробиологии и инженерных наук, когда уникальность микроорганизмов в отношении узнавания и катализа позволяет справиться со сложнейшими промышленными технологическими процессами. Первыми основоположниками биотехнологии были, конечно, древние пивовары и хлебопеки. Их потомки развили производство сыра, уксуса, соевого соуса. Наконец, бурному возрождению биотехнологии как современной фундаментальной науки способствовала разработка методов генной инженерии, основанных на создании рекомбинантных ДНК.





Поделитесь с Вашими друзьями:
  1   2   3


База данных защищена авторским правом ©genew.ru 2020
обратиться к администрации

    Главная страница
Контрольная работа
Курсовая работа
Лабораторная работа
Рабочая программа
Методические указания
Практическая работа
Методические рекомендации
Теоретические основы
Пояснительная записка
Общая характеристика
Учебное пособие
История развития
Общие сведения
Физическая культура
Теоретические аспекты
Практическое задание
Федеральное государственное
Направление подготовки
Теоретическая часть
Техническое задание
Самостоятельная работа
Дипломная работа
Общие положения
Методическая разработка
государственное бюджетное
Образовательная программа
квалификационная работа
Выпускная квалификационная
Технологическая карта
Техническое обслуживание
Решение задач
учебная программа
Методическое пособие
История возникновения
Краткая характеристика
Исследовательская работа
Рабочая учебная
Общие требования
Общая часть
История создания
Основная часть
Метрология стандартизация
Рабочая тетрадь
Название дисциплины
Техническая эксплуатация
Информационная безопасность
Современное состояние
Государственное регулирование
Математическое моделирование
Экономическая теория
Организация работы