Навіщо нам механохімія?
Механохімія вивчає хімічні перетворення речовин при механічних впливах (в млинах, дезінтеграторах, на вальцях, екструдерах тощо), при деформації, терті, ударному стисненні. Перетворення, обумовлені тертям, виділяють в самостійний розділ, званий трібохіміей.
Пластична деформація твердого тіла зазвичай призводить не тільки до зміни форми твердого тіла, а й до накопичення в ньому дефектів, що змінюють фізико-хімічні властивості, в тому числі реакційну здатність. Накопичення дефектів використовують в хімії для прискорення реакцій за участю твердих речовин, зниження температури процесів та інших шляхів інтенсифікації хімічних реакцій у твердій фазі. МЕХАНОХІМІЧНО методом виробляють деструкцію полімерів, синтез интерметаллидов та феритів, отримують аморфні сплави, активують порошкові матеріали. Синтез термоелектричного матеріалу FeSi2 в планарної кульовий млині. Причому це тугоплавкое з'єднання отримано при кімнатній температурі. Воно використовується в керамічних стільникових нагрівачах.
Синтез алмазу вибухом шляхом прямого фазового переходу з графіту був вперше здійснений в Швеції (1953 рік), США (1954 рік) і СРСР (1959 рік). Синтез проводився з використанням енергії вибуху, або безпосередньо з продуктів вибуху деяких вибухівок, з негативним кисневим балансом, особливо зручний для отримання алмазів тротил. Це дешевий спосіб отримання алмазів. Вибухові алмази дуже маленькі і придатні лише для абразивів і напилювань. Ринок синтетичних алмазів складає в даний час, за оцінками різних фахівців, 300-600 млн. Карат (60-120 т) На рік. Для порівняння: природних алмазів за рік у всьому світі видобувається близько 150 млн. Каратів (30 т). Відчуваєте внесок механохімії в промисловість абразивів?
Сонохімія - Розділ механохімії, але в рідині. Одна з причин хімічної активації рідин полягає у виникненні кавітації, наприклад, при поглинанні ультразвуку. Кавітація - Освіта в рідкому середовищі маси пульсуючих бульбашок, призводить до виникнення мікроударних тисків до 800 МПа, локальне підвищення температури до 7400 К (по теоретичним оцінками), електричних розрядів, іонізації. При закритті кавітаційних порожнин відбувається передача енергії спрямовуються всередину рідини молекулам парогазової суміші та їх дисоціація.
Під впливом ультразвуку виникає сонолюминесценция. Явище це полягає в тому, що якщо у воду помістити резонатор і створити в ній стоячу сферичну ультразвукову хвилю, то у воді, в самому центрі резонатора, з'являється яскравий, точкове джерело блакитного світла. Звук перетворюється на світло! Оцінки показують, що при сонолюминесценции відбувається концентрація енергії в трильйон разів, тобто на 12 порядків!
Звідси виникає одна з привабливих можливостей ультразвуку в рідині - холодний термояд. Американські фізики стверджують, що спостерігали термоядерний синтез в експериментах в настільній установці, проте їх робота була сприйнята іншими дослідниками більш ніж скептично. Рузі Талеярхан з Національної Ок-Ріджской лабораторії з деякими із співавторів наполягають на тому, що в їх експериментах по сонолюминесценции при коллапсірованія бульбашок в дейтерированного ацетоні виникали температури в мільйони градусів, при яких нібито відбувався термоядерний синтез. Однак двоє інших його співробітників (Ден Шапира і Майкл Солтмарш) з Ок-Ріджа, після невдалої спроби повторити експеримент, піддали його результати сумніву. Автори публікації, в свою чергу, заявили, що їх опонентам просто не вдалося належним чином відкалібрувати прилади. Інші дослідники сонолюминесценции відносяться до повідомлення з неабиякою часткою скепсису, але визнають, що в разі підтвердження це стане відкриттям першої величини.
Працює Інститут хімії твердого тіла і механохімії СО РАН (Новосибірськ), Європейське сонохіміческое товариство (European Society of Sonochemistry - ESS). Можна почитати: Хайніке Г. Трібохімія. М., 1987- МЕХАНОХІМІЧНО синтез в неорганічної хімії / За ред. Є.Г. Аввакумова - Новосибірськ: Наука, СО АН СРСР, 1991- Хімія і ультpазвука. Під pед. А.С. Козьміна. М .: Миp, 1993.
