Гаджеты и алмазы из нефти: черному золоту нашли новое применение
Инженер Петров рассказал, как из нефти можно сделать гаджеты
В Израиле придумали, как добывать топливо, точнее нефть, прямо из воздуха. А еще из черного золота скоро будут делать гуттаперчевые смартфоны. Какое еще необычное применение находят нефти по всему миру? Об этом рассказывает программа "Наука и техника" с Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.
Как из нефти делают алмазы
Оказывается, из нефти можно делать алмазы. Американские ученые из Стэнфордского университета научились превращать липкую жидкость в блестящие камни. Искусственные алмазы ученые создавали и раньше – из графита. Кристаллические решетки стержня в карандаше и камня в дорогом кольце бабушки очень похожи. При сверхвысоких температуре и давлении черный минерал обретает те самые манящие прозрачность и блеск.
Одна беда – процесс этот очень дорогой. Получить алмазы из нефти оказалось намного дешевле. Достаточно взять резервуар с отходами нефти, а потом извлечь со стенок углеводородную пленку. Чтобы запустить процесс превращения, пленку нужно разогреть лазером и удалить лишний водород.
"Мы повышаем давление до 20 гигапаскалей – это в сотни раз больше, чем атмосфера Земли – и разогреваем частицы нефтяных пленок лазером до температуры в 600 с лишним градусов. Меньше чем за секунду атомы углерода формируют новые связи и превращаются в полноценный алмаз – правда, пока крохотный", – рассказал доцент кафедры материаловедения и инженерии Массачусетского технологического института Ивентим Абате.
В кольце микрокамни будут смотреться несолидно, а вот защитное напыление для микрочипов электроники из них получится отличное.
Гибкие гаджеты
Причем сами девайсы тоже будут из черного золота. Гибкие гаджеты скоро можно будет делать из уникального российского композита. Химики Томского политехнического университета создали его из так называемых асфальтенов. Эти высокомолекулярные вещества остаются в отходах нефтяного производства. Очищенный от примесей порошок ученые растворяют, затем наносят капли на подложку из термопластика, нагревают и гравируют лазером.
"Мы первые в мире применили лазерную обработку асфальтенов на полимерной подложке. Это позволяет достичь устойчивого к механическому и химическому воздействию материала с высокой проводимостью. Это является существенным преимуществом, по сравнению с различными стандартными материалами", – отметил инженер-исследователь исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Илья Петров.
Лазер может придать нефтяному композиту любую форму, а значит, и сделать из материала получится все что угодно – от гибкого смартфона и "умной одежды" с подогревом до приборов радиолокации.
"Сейчас в руках у меня два готовых образца, в правой руке у меня дипольная антенна, она настроена на частоту 2,4 ГГц, т.е. частота нашего Wi-Fi, а в левой руке у меня суперконденсатор, емкостью несколько десятков микрофарад. Он может использоваться для, например, запасания энергии в цепях переменного тока", – показал на видео Илья Петров.
Мазь для заживления ран из черного золота
Скоро черное золото каждый сможет покупать в аптеке – чтобы заживлять раны. Химики Пермского национального университета придумали, как сделать из нефти целительную мазь. Главное, чтобы сырье было отечественное – оно обладает уникальными лечебными свойствами.
"Для приготовления мазевых композиций мы используем нефть уральского региона. Мазевая композиция будет состоять на 10% из нефти, а остальная часть – это мазевая основа, вазелин", – рассказала кандидат фармацевтических наук доцент кафедры химических технологий Пермского Политеха Екатерина Баньковская.
Нефть очищают от примесей и разделяют на прозрачные фракции в перегонной установке. Все ненужное испаряют, а целебные компоненты заливают в трубку с силикагелем внутри – он впитывает неприятный запах. Готовую мазь химики тестируют на лабораторных крысах.
"Мазевые композиции на основе нефти и нефтепродуктов уменьшают отек на 30-40%. Прекрасно подойдут для лечения воспалений суставов, ран, воспалительных заболеваний кожи, в том числе можно применять при реабилитации больных с огнестрельными, ножевыми ранениями", – поделилась подробностями Баньковская.
Как ИИ поможет пробурить скважину
Если нефть настолько полезное и универсальное сырье, то и масштабы ее добычи придется наращивать в самом ближайшем будущем. Новую технологию добычи нефти испытывают в китайском Таримском бассейне. Черное золото там залегает глубоко и неравномерно. Качать его дорого и сложно. Если, конечно, на помощь не приходит искусственный интеллект. Алгоритм анализирует структуру, свойства и состав породы, выбирает лучшее место для будущей скважины и оптимальную траекторию бурения. Затем за дело берется электронный мозг.
"Это умная технология трехмерной навигации, которая с потрясающей точностью регулирует работу инструментов прямо во время бурения скважины. В качестве глаз система использует тепловизор. Он посылает электромагнитные импульсы в пласты. По отраженным сигналам нейросеть определяет границы горных пород и направляет руки-манипуляторы в нужную сторону", – пояснил заместитель директора Китайского научно-исследовательского института экономики и технологий нефти и газа Ву Моюань.
Добыть нефть из газировки
Но даже искусственный интеллект не поможет, если качать нечего. Израильские ученые предлагают вместо того, чтобы бурить скважины – добывать черное золото из газировки. Пузырьки, а точнее, углекислый газ, – главный компонент искусственной нефти. Химики Университета Бен-Гуриона добавляют к CO2 водород и помещают смесь в специальный реактор. Но чтобы процесс превращения пошел, нужен еще секретный компонент.
"Это особый твердый катализатор, который превращает смесь газов в энергоемкую жидкость. Ее не нужно очищать – можно сразу перерабатывать в бензин или керосин. Новый вид топлива уже успешно испытали на автомобилях с газовыми и дизельными двигателями и даже самолетах. Чтобы наладить производство искусственной нефти, потребуется около 10 лет", – подчеркнул профессор кафедры материаловедения Университета имени Бен-Гуриона Янив Гельбштейн.
Получается, нефтяные магнаты станут открывать не новые скважины, а заводы по производству воды с пузырьками. И уже через пару десятков лет мы будем обеспечены гаджетами, лекарствами и алмазами из газировки.
О самых невероятных достижениях прогресса, открытиях ученых, инновациях, способных изменить будущее человечества, смотрите в программе "Наука и техника" с ведущим Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.