Григорий Николаев - Металл Века

Новый промышленный металл применяют в головках ультразвуковых аппаратов, что во много раз увеличивает срок их службы. Головки из других материалов под воздействием ультразвука быстро разрушаются, титан же стоек и при постоянном воздействии на него ультразвуковых колебаний.

Титан применяют для изготовления деталей наркозно-дыхательных аппаратов и начинают использовать в сложнейших аппаратах, временно заменяющих жизненно важные органы — такие, как сердце, почки, легкие. Эти аппараты обычно громоздки, ими пользуются, как правило, в больших клинических больницах, где за ними наблюдает целый штат специалистов. Но есть попытки создать и миниатюрные искусственные органы, которые можно помещать в человеческий организм.

Американский врач Ловелл Гармисон сконструировал искусственное сердце, масса которого не превышает 300 граммов. ”Сердце”, предлагаемое американским медиком, представляет собой миниатюрный насос, изготовленный из титана и приводимый в действие паровым движком мощностью 10 ватт, который должен обеспечить работу парового сердца на протяжении десяти лет.

Каковы перспективы этого изобретения, сказать трудно, а пока наряду с капроновыми и нейлоновыми для вращи- вания в ткани сердца используют титановые клапаны.

Титан гораздо лучше, чем нержавеющая сталь, ”отталкивает” или, как это называют в технике, десорбирует со своей поверхности радиоактивные изотопы, поэтому из него изготовляют защитные устройства радиологической аппаратуры. Он также слабо поглощает бета-лучи и при малой толщине сохраняет достаточную жесткость и прочность, что позволяет использовать его для многих медицинских приборов и аппаратов. Широкое применение должен найти титан и в производстве оборудования для стерилизации медицинских инструментов и перевязочного материала.

Косвенное применение титан, находит и в стоматологии: при изготовлении пластмассовых протезов используют белое кристаллическое вещество — диоксид титана, благодаря которому ”фасад” искусственного зуба имеет естественный цвет.

В практике стоматологии предпринимаются попытки использовать титан в качестве зубопротезного материала. В некоторых странах налажено опытное изготовление искусственных зубов из титана. Стоматологи предполагают, что коррозионная стойкость нового металла в полости рта практически не уступает стойкости благородных металлов.

Автомобиль будущего — это не просто иная форма кузова, новые конструкционные материалы и технические параметры. И вовсе не обязательно — высокие скорости и мощный двигатель. Скорее даже напротив. Массовый автомобиль должен быть в первую очередь безопасным, а высокие скорости только повышают уровень риска. Автомобиль будущего — это еще и машина, работающая на новом топливе. Не на бензине, не на керосине или соляровом масле и вообще не на продукте переработки нефти. Мировые запасы нефти близятся к концу, органическое топливо становится все дороже и нет оснований надеяться, что этот процесс удастся остановить. К тому же продукты сгорания бензина и мазута сильно загрязняют воздух.

В последние годы во многих странах проявляется большой интерес к заменителям традиционных видов автомобильного горючего. Среди таких заменителей — природный газ (пропанбутан) , водород, а также качественно иной вид питания — электроэнергия. Электромобиль — теоретически наиболее удачное решение проблемы. Совершенно безотходный транспорт — что может быть лучше?! Другое дело, что емкость электрических батарей, их габариты оставляют желать много лучшего. Современные аккумуляторные батареи — тяжелы, громоздки и не очень энергоемки. Небольшой электромобиль, почти целиком набитый батареями, может проехать без подзарядки всего несколько десятков километров, да и то с небольшой скоростью, и пока нет необходимой научно-технической базы для ликвидации этого "узкого места".

Газобаллонные автомобили, работающие на жидком пропанбутане, уже внедряются в автохозяйство Москвы. Ездят они и по улицам Токио, Нью-Йорка, некоторых других городов. Пробег у них без подзарядки тоже невелик, емкости же с газом огромны. Да и особенно перспективным природный газ не назовешь: запасы его, как и залежи нефти, ограничены, а стоимость имеет тенденцию расти.

Перспективным видом топлива для транспорта будущего считается водород. Запасы его неисчерпаемы: в сущности, вся водная толща нашей планеты — водород (только в соединении с кислородом). При его сгорании выделяется много 142энергии, намного больше, чем при сгорании природного газа. Немаловажным является также то, что при сгорании водорода почти не загрязняется воздух. Оксиды азота и воды — вот практически все вещества, которые выделяются в атмосферу при сгорании водорода.

Но до широкого использования водорода в качестве топлива путь неблизкий. Поскольку чистого водорода в природе нет, его приходится производить, разлагая воду на составные части, а этот процесс не из самых простых и безопасных. Получаемый водород недешев, хранить его сложно, но в какой-то степени все это — издержки производства в небольших масштабах. Ведь и бензин тоже, если разобраться, топливо не из самых удобных.

Сложно также хранить водород в автомобиле. Можно хранить его в баллонах под большим давлением (20—25 мегапаскалей) , но такие баллоны очень громоздки и тяжелы. И неудивительно. Ведь им надо выдержать силу стиснутого газа, готового в любой момент "взбунтоваться”. Можно, правда, перевести водород в жидкое состояние, но криогенные сосуды для его хранения еще более громоздки, а сжиженный водород в 2—3 раза дороже газообразного.

В шестидесятые годы нашего века был разработан способ хранения водорода в сосудах из специальных сплавов, называемых гидридными. Они представляют собой твердые или порошкообразные соединения, способные при охлаждении поглощать, а при нагревании выделять большое количество газообразного водорода. В качестве материалов для получения таких сплавов лучше других зарекомендовали себя титан и железо. Сплав титана с железом может работать неограниченно без видимых признаков ухудшения свойств.

Правда, баллоны с гидридными сплавами массивнее бензобаков, но намного легче и меньше, чем кислотные аккумуляторные батареи, применяемые на электромобилях. Что же касается пожароопасности, то автомобили, оснащенные такими баллонами, куда безопаснее обычных, так как водород находится внутри гидридных сплавов в связанном состоянии, а титан в соединении с железом не горит.

Водород в качестве топлива удобен еще и тем, что пригоден для использования на обычных автомобилях. Не надо создавать совершенно новые машины, как это потребовалось бы при внедрении транспорта на электрической тяге. Небольшая переделка двигателя — и любой современный автомобиль готов к работе на водороде.