Új Szó - Vasárnapi kiadás, 1988. július-december (21. évfolyam, 26-52. szám)
1988-07-08 / 27. szám
TUDOMÁNY TECHNIKA F énykábellel és digitalizálással alapvetően javul a telefonálás minősége. A klasszikus módszer szerint a beszéddel előidézett hanghullámokat analóg elektromágneses hullámokká alakítják át. Az így továbbított jeleket azonban elektromágneses zavaró hullámok torzítják el, ezért a vevőben visszaalakított hanghullámok nem teljesen azonosak a beadottakkal. A digitalizálással a beszédjelet másodpercenként 8000-szer letapogatják és az értékeket biner kódokba foglalják. A -biner kódoknak csak kétféle értéke lehet, áram, vagy áramszünet („0“ vagy „1“). Ezeket a kódokat 8 bites egységekben fejezik ki. Ez azt jelenti, hogy másodpercenként 8000-szer 28 = 256 különböző hangfrekvenciát lehet átvinni (8000 letapogatás) a x 8 bit = 64 000 bit/s = 64 kbit/s). Egy 64 kbit/s-os csatorna tökéletesen elegendő ahhoz, hogy az emberi fül számára teljesen tiszta hangot vigyen át, sokkal pontosabban, mint az analóg átvitelnél, mert a digitális átvitelt az elektromágneses zavarok nem befolyásolják. Amikor azonban a digitális jelátvitelhez szükséges igen magas frekvenciákra térünk át, alapvetően meg kell változtatni a kábel kivitelét, a kábel átviteli tulajdonságait. A töltések továbbítása helyett itt már tisztán hullámok továbbításáról van szó. Például fényhullámokéról. Az elektronok számára a fémek - mint például a réz - kitűnő vezetők, a fény számára viszont áthatolhatatlanok. Az üveg azonban, amely az áramot jól szigeteli, átengedi a fényt. A fény vezetéséhez fényvisszaverő határ- területek szükségesek: ezt a követelményt az üveg kielégíti. Minden fény, amely kis szög alatt érkezik a határterületre, a teljes visszaverődés következtében a vezetés belsejében marad. A közönséges ablaküveg azonban korántsem teljesíti azokat a feltételeket, amelyekre egy üvegszálnak szüksége van ahhoz, hogy a jeleket jól továbbítsa. A nagytisztaságú üveg előállításán világszerte számos kutatóintézetben dolgoztak. Már a tranzisztorok és az BADAR festékeltávolítás- FOLYÉKONY NITROGÉNNEL Egy Svédországban kifejlesztett eljárással fém alkatrészek felületéről úgy távolítják el a régi festékrétegeket, hogy az alkatrészeket az e célra készített berendezéssel cseppfolyós nitrogénbe merítik bele. Azok perceken belül erősen lehűlnek, s mert a fémnek és a festéknek nagyon eltérő a hötágulási együtthatója, a rideggé váló festékréteget a tárgyak felületéről sörétszóró- val könnyen lesodorhatják. Az eljáráshoz a megtisztítandó eszköz minden kilogrammjára számítva 0,5-0,7 kilogramm folyékony nitrogén kell. Az egész folyamat - a szobahőmérsékletre való újra fölmelegitéssel együtt - csak néhány percig tart. Az új festékeltávolító eljárásnak, amely különösen az autók és bizonyos háztartási készülékek gyártásában használható fel jól, az is nagy előnye, hogy alkalmazásakor nem keletkeznek az egészségre ártalmas anyagok. KERÉKPÁRVÁZ - ÚJ TECHNOLÓGIÁVAL integrált áramkörök kiinduló anyagával, a szilíciummal szemben is igen nagy követelményeket állítottak. Az optikai szálak kvarcüveggel szemben támasztott követelményei százÁram helyett fény szór szigorúbbak. Egy chipben tízmillió szilíciumatomra egyetlen idegen atomnak szabad jutnia. Az A víz körforgásé olyan régóta ismert éa tanulmányozott jelenség, hogy a szakemberek ebben a tárgykörben már nemigen számítottak újdonságra, új ismeretre. Nemrég azonban szovjet kutatók kimutatták a körforgásnak egy olyan elemét, amelyről még csak említés sincsen a szakirodalomban. Kiderült, hogy az óceánok vize a szárazföldön át is cserélődik! Földünk északi féltekéjén ez a következőképpen megy végbe. Közismert dolog, hogy a földrészekre hulló csapadék az óceánok felett keletkezik. Például Eurázsia területére a szelek mind az Atlanti-, mind a Csendes-, mind pedig az Indiai-óceán felöl hozzák a felhőket. Csakhogy a csapadék nem okvetlenül jut vissza abba az óceánba vagy tengerbe, amely fölött a pára keletkezett. Sót! A szovjet kutatók szerint például Eurázsia az Atlanti-óceánból kapja a területére hulló összes csapadéknak a háromnegyedét, ellenben vissza oda - a folyók révén - annak a negyede kerül. Az atlanti-óceáni eredetű víz zöme a hó elolvadása után a Jeges-tengerbe jut. A szovjet kutatók számításai szerint ez a mennyiség évente 1800 köbkilométert tesz ki, s ez kétszerese annak, mint üvegszálaknál ezt a tisztaságot kell megszázszorozni. A fényelnyelés az üvegben a frekvencia függvénye. Az elnyelési görbének hegyei és völgyei vannak. A völgyeket, ahol az elnyelés kisebb, „ablakoknak" nevezik. Ezeknél a frekvenciáknál az üveg különösen átlátszó. Egy ilyen ablak az infravörös tartomány 850 manó- méteres hullámhosszán található. Az első kísérleti szakaszokat ezért erre a hullámhosszra építették és a szükséges optoelektronikai elemeket is erre a hullámhosszra dolgozták ki. A fényt lézerdiódával állítják elő - ez tehát a fénykeltő berendezés -, a vevő pedig egy fotodióda. Két további „ablak" található az 1200 és 1500 mm hullámhossznál. Az utóbbi időben már ezekre a hullámhosszokra is készülnek lézerdiódák. Ez az a hullámhossztartomány, amelyben a jelátvitel megvalósítható. (IMPULZUS) amennyi a légkörön át kerül az egyik óceánból a másikba. Ami az Eurázsiára lehulló csendesóceáni eredetű csapadékot illeti, ennek csak a fele kerül vissza ebbe az óceánba, míg a másik fele szintén a Jeges-tengerbe jut. Ez a mennyiség 200 köbkilométert tesz ki évente, s ez körülbelül annyi, mint amennyi víztömeg a Beringszoroson át jut belé. Észak-Amerika a csapadékot fele-fele arányban az Atlanti-, illetve a Csendesóceánból kapja, s míg az Atlanti-óceánba a saját vizének csak a harmada kerül vissza, a Csendes-óceán a kétharmadát kapja vissza annak. A maradék mindkét irányból a Jeges-tengerbe jut. E vizsgálatok nemcsak azért fontosak, mert általuk egyre pontosabb kép alkotható a víznek Földünkön tapasztalható körforgásáról, hanem azért is, mert révükön jobban nyomon követhet^ és elórelát- hatóvá válik az, hogy honnan hová jutnak a vizek és a levegő szennyezői. E vizsgálatok például rámutattak; mennyire fontos a Szovejtunió számára az, hogy tiszta legyen - tiszta maradjon - az Atlantióceán vize. A prágai Popov Intézetben kifejlesztett lézerdióda és fotodióda egy rövid fénykábellel összekötve (Lőrincz János felvétele) Vízcsere az óceánok között - a folyók közvetítésével A tudomány műhelyeiből A NÖVÉNYI ANYAGOK TELJES ÉRTÉKESÍTÉSÉÉRT A fának, mint nyersanyagnak a kutatása, szerkezetének vizsgálata, a cellulózfelhasználás új lehetőségeinek feltárása, a növényi eredetű szacharidok és alkaloidok változatainak biológiai aktivitását elemző vizsgálatok, a bio- és fitomassza komplex felhasználásának módozatai - ezek azok a témák, amelyek a Szlovák Tudományos Akadémia Kémiai Intézetében a kutatások fő irányait megszabják. Noha kémiai intézetről van szó, de amint az már a mai tudományban megszokott dolog, nemcsak kémiai, hanem biokémiai, biológiai, mikrobiológiai és fizikai szakterületekkel is foglalkoznak a kutatásokon belül, hiszen az egyes tudományágak közötti éles határok már-már teljesen elmosódtak és az eddigi érintkezési vonalakon az új tudományágak tucatjai alakultak ki. Ezt a fejlődést egyébként az intézet története is visszatükrözi, amely 1953-tól íródik, a Cukorgyártási Kutatóintézet és a Gyógyszerészeti és Biokémiai Kutatóintézet egyesítése óta. Az SZTA Kémiai Intézete elnevezést 1955 óta viseli, s az alapítóintézetek eredeti kutatásaiból - amelyekre nevükből következtethetünk - természetesen még valami mára is maradt. Jelzi ezt a szacharidok és alkaloidok módozatainak és biológiai aktivitásuknak kutatási programja, amely a növényi eredetű cukrok és keményítők összetevőit, illetve a bioaktív alkaloidok enzimekkel való lebontásának a módjait kívánja feltárni. A cél, hogy végül is élelmiszer- ipari felhasználásra alkalmas cukrokat nyerjenek olyan poliszacharidok- ból is, amelyeket eddig ez az egész ágazat nem hasznosíthatott. A megfelelő eljárások kidolgozása után felhasználóként jelentkezhet még a gyógyszergyártás is a kevésbé hozzáférhető szacharidok hasznosításában. Ezzel kapcsolatban a gyógynövények anyagával is foglalkoznak, a gyógyszeripari és kozmetikai nyersanyagok jobb, teljesebb hasznosítása érdekében. A kutatásaiknak ehhez a területéhez kötődik a vérszéru- mok, a papír- és élelmiszer-ipari keményítőderivátumok, detoxikációs anyagok és más termékek gyártásai eljárásainak kidolgozása is. Olyan természetes nyersanyagforrásokra támaszkodnak, amelyek itthon is megtalálhatók, nem igényelnek külön, nagy termelési területet, agrokémiai beavatkozást, és gyakorlatilag függetlenek az időjárástól. Ebből a szempontból fontos a fitomassza, amelynek lényegében több mint a felét szacharidok alkotják. A szacharidokkal pedig az alapkutatás szintjén nálunk kizárólag a szóban forgó intézet foglalkozik. Tulajdonképpen a fa is a fitomasszába sorolható nyersanyag. A papír- és cellútózipar a közeljövőben számol azzal, hogy növeli a faanyag kihasználását, de önmagában véve a fakitermelés is emelkedni fog. (gy az alapkutatás előtt olyan irányadó feladatok vannak, mint a fa szerkezetének kutatása a papírgyártás szempontjából, a ligninkivonás növelésének lehetősége, s az erre alkalmas fafajok meghatározása, a nem cellulóz növényi összetevők kivonása és hasznosítása a növényi sejtekből és hasonlók. A cellulóz új modifikációi lehetővé teszik hasznosítási lehetőségeinek a megsokszorozását és nem hagyományos alkalmazási területek feltárását. A végcél olyan csúcsvegyipari eljárások kidolgozása és technológiai kivitelezése lenne, amelyek a cellulózt és a fa más összetevőit ember és állategészségügyi alapanyagként való felhasználásra, textil-, nyomda- és élelmiszeripari anyagként való alkalmazásra megfelelővé tennék. Külön autonóm kutatási terület a fent leírt témán belül a cellulóz struktúrák vizsgálata, hasznosítási módjainak kidolgozása. A papír vagy más cellulóz alapanyagú termékek gyártása egy-egy országban jelzi, sőt befolyásolja, az adott társadalom műszaki és kulturális szintjét. A fizikai úton vagy vegyipari módszerekkel történő cellulózfeldolgozás a népgazdaság számos ágazatára befolyással lehet, ha az alapkutatás elég ismeretet halmoz fel a magasabb rendű innovációs programok megvalósításához ezen a területen. A fa vegyi összetételének ismerete, fizikai tulajdonságainak leírása, esetleg lignintelenítésre való alkalmassága fontos adatokat nyújthat a fa optimális feldolgozási lehetőségeiről, de az ilyen tartalmú hulladékok hasznosításának módozatairól is. Ebben az ötéves tervidőszakban az intézet, egy kulcsfontosságú kutatási programnak, a lignocellulóz nyersanyagok kémiai és biokémiai hasznosítása kutatási programjának a gesztora nemzetközi viszonylatban is. A program a már fent leírt területeken kívül még egy fontos kutatási irányt kapcsol egybe, mégpedig a fitomassza biokémiai feldolgozását. Ennek nagyon nagy - ma még nem teljesen belátható - jelentősége van az enzimek segítségével történő lebontás, illetve az iparilag hasznosítható mikroorganizmusok széles körű alkalmazása terén, amely biotechnológiai eljárások merőben új irányzatot képviselnek a növényi eredetű anyagok teljes hasznosításában, például a fafeldolgozásban, a környezetkímélő, hulladékmentes technológiák kidolgozásában. Az intézet részt vesz a KGST-országok tudományos-műszaki fejlesztési programjában is éppen a biotechnológiai eljárások alkalmazásának meggyorsításában. S hogy a kémiai intézet alapkutatása nem szakad el a gyakorlattól, annak bizonyítéka, hogy a Dolná Krupá-i keményítőgyár megkezdte a cellulóz ipari előállítását, a hlohoveci Slovakofarma a béta eszein gyártását és a Luze-i Efsz vegyipari termelési központja a Hepasorb nevű gyógyszer előállítását az intézetben kidolgozott módszerek alapján. Ezen kívül saját termelőegységük is évente 4 millió korona értékű terméket állít elő, amelyek közül a ritkán előforduló szacharidokat a Chemapol külkereskedelmi vállalat a világ minden tájára exportálja. -szénEgy brit cég feszültségelemzö programok segítségével egy darabban önthető magnézium-alloy vázat tervezett, amelynek előállítási költségei 20 százalékkal alacsonyabbak, mint a hagyományos módon készült minőségi váza ké. Ez utóbbiak gyártása sok kézi munkát és nagy pontosságot igényelt. Az ailoy-acélcsövekböl készült daraboknál a termelés során nehezen lehetett tartani az állandó minőséget. Az új váz tervezésekor a létező legkönnyebb szerkezeti anyagot, a magnéziumötvözetet választották. Figyelembe vették a kerékpárosok igényét, hogy a váz legyen merev, s alakváltozása ne eméssze fel a kerékpár hajtására fordított energiát. Ennek érdekében teljesen újratervezték a váz alakját: az alsó átlós cső a hátsó tengely irányába mutat, a kormány közelében pedig megtámasztották egy másik csővel. Az átalakítás eredményeként a váz fő háromszöge, amely meghatározza a rugalmassági jellemzőket, legalább másfélszer merevebb lett. Stabil szupravezető: —114 °C-nál? A Philips kutatólaboratóriumában, Biarcliff Manorben (USA) kutatják az új keramikus, magas hőmérsékletű szupravezetőket. Az yttrium-bárium- rézoxid kerámiánál, amelyhez csekély mennyiségű fluort is adagoltak, meglepően magas kritikus hőmérsékletet mértek. Az eddig talált legmagasabb kritikus hőmérséklet, amelynél fellép a szupravezetés, elérte a 159 kelvint (-114°C). A régebbi rekord, amelyet sokszor és sok helyen ellenőriztek, 95 kelvin (-178°C) volt, az anyag ugyancsak yttrium-bá- rium-rézoxid. Számos tény utalt arra, hogy ennél az anyagnál lehetségesek magasabb kritikus hőmérsékletek is, azonban viselkedése nem mutatkozott stabilnak. A Philips laboratórium munkatársai megfigyelték, hogy a korábban ismert 95 K kritikus hőmérséklet emelkedett, ha hőkezelték az anyagot. A hőmérsékletet kevéssel 240 k (-33 °C) fölé emelték, s azután ismét csökkentették. Megállapították, hogy az anyag villamos ellenállása a hőkezelés után már magasabb hőmérsékleten csökkent 0-ra, mint a megelőző kísérletnél, tehát mérsékeltebb hűtéssel is el lehetett érni a szupravezető állapotot. A legtöbb esetben elérték a 130 K-s kritikus hőmérsékletet, egy erősen fluorozott minta pe- dig a 159 K (-114 °C)-t is. A kutatók összefüggésbe hozzák ezt a jelenséget a kristályszerkezet változásával, ami 240 K alatt következik be. Az erősen flurozott mintát, amelynek kritikus hőmérséklete 159 K volt, nem 240 K-re, hanem 260 K-re melegítették. Ez arra utal, hogy összefüggés lehet a hőkezelés hőfoka és a kritikus hőmérséklet között. Úgy látszik, hogy az egymást követő melegítési és lehűtési műveletek során egy szupravezetésre alkalmas kristályszerkezet „fagy be". Az már eddig is ismert volt, hogy az anyag rácsszerkezetének és a szupravezető állapotnak köze van egymáshoz. Most arra keresnek választ, hogy ennek az összefüggésnek mLaz elméleti alapja. A Philips kutatólaboratóriumában azon dolgoznak, hogy megállapítsák, mennyire megbízhatóan reprodukálhatók az eredmények, és hogy a magasabb kritikus hőmérsékletet mutató minták hosszabb ideig is stabilak maradnak-e.
