Как известно, даже за дурацкие изобретения дают премии.
Неизвестный дипломант
Юный нанотехнолог Вася решил изготовить нанофильтр для очистки воды, работающий по принципам обратного осмоса. Для этого в поисках технического решения он купил и разобрал промышленно выпускаемую систему очистки воды. Обратноосмотический модуль состоял из тонких керамических трубок, вероятно специфической проницаемости, закреплённых в пластиковом патроне эпоксидной смолой.
Вася решил пойти несколько иным путём. Купив несколько метров силиконового шланга подходящего размера и нарезав его на куски, Вася слегка намазал его серной кислотой, уложил каждый кусок в отдельную стальную трубу и то, что получилось, засунул в духовку на сутки. Затем Вася пошёл в лабораторию, где продолжил прокаливание при 600ºС, в муфельной печи, при пропускании слабого потока воздуха. Полученные изделия Вася также зафиксировал эпоксидной смолой, после небольшой доработки приварил к водопроводу и получил чистую воду. За проявленное упорство и полученные достижения школа выдвинула его на Шнобелевскую премию.
- Опишите процессы, протекающие на каждой стадии изготовления фильтра. (2 балла)
- Обязательна ли кислота на первой стадии? Что произойдёт, если её не будет? (1 балла)
- Оцените пористость фильтра (в процентах от объёма) если первоначальная плотность шланга равна 1 г/см3, а элементарное звено имеет следующий состав:
-(-O-Si(CH3)2-)-. Конечным продуктом прокаливания считайте α-кварц. Объём изделия в процессе пиролиза постоянный. (2 балла) - Оцените степень очистки воды, если фильтр состоит из волокон кремнезёма, диаметром 200 нм. Какие частицы способны пройти сквозь фильтр, а какие задерживаются, если распределение волокон по объёму представляет равномерную трёхмерную кубическую сетку. (3 баллов)