Faktai Apie Silicį

{h1}

Elemento silicio savybės, šaltiniai ir panaudojimas.

Silicis yra elementas, už kurį reikia padėkoti už kompiuterį, kurį naudojate skaityti šiuos žodžius. Šis ypač svarbus elementas mikroelektronikoje ir kompiuterių lustuose taip pat yra atsakingas už šiltus, baltus paplūdimius - silicio oksidas, silicio oksidas, yra labiausiai paplitęs smėlio komponentas.

Pasak Karališkosios chemijos draugijos, silicis yra septintasis gausiausias elementas Visatoje ir antrasis gausiausias elementas planetoje po deguonies. Apie 25 procentus Žemės plutos sudaro silicis. Silicis, be kompiuterio lustų, taip pat turi daug galimybių; keistesnės dėmės, kuriose pasirodo šis elementas, apima menstruacinius puodelius, krūtų implantus ir krosnies pirštines - silikono pavidalu.

Kas daro silicį tokiu ypatingu, kad yra visas Kalifornijos slėnis, pavadintas jo vardu? Skaityk.

Tiesiog faktai

  • Atominis skaičius (protonų skaičius branduolyje): 14
  • Atominis simbolis (ant periodinės elementų lentelės): Si
  • Atominis svoris (vidutinė atomo masė): 28.09
  • Tankis: 2,33296 gramai kubiniame centimetre
  • Fazė kambario temperatūroje: kieta
  • Lydymosi temperatūra: 2 577 laipsniai pagal Farenheitą (1414 laipsniai šilumos)
  • Virimo temperatūra: 5 909 laipsniai F (3 265 laipsniai C)
  • Izotopų skaičius (to paties elemento atomai su skirtingu neutronų skaičiumi): 24
  • Labiausiai paplitęs izotopas: Si-28 (92 proc. Natūralus gausumas)

Silicis yra 14-as elementas periodinėje lentelėje.

Silicis yra 14-as elementas periodinėje lentelėje.

Kreditas: Andrejus Marincas Shutterstockas

Silicio puslaidininkis

Gamtoje silicis nėra vienišas. Paprastai jis susietas su deguonies molekulių pora kaip silicio dioksidas, kitaip žinomas kaip silicio dioksidas. Kvarcas, gausus smėlio ingredientas, yra sudarytas iš nekristalizuoto silicio dioksido.

Silicis nėra nei metalas, nei nemetalas; tai metaloidas, elementas, kuris patenka kažkur tarp dviejų. Metalloidų kategorija yra pilka sritis, kurioje nėra tiksliai apibrėžta, kas tinka sąskaitai, tačiau metaloidai paprastai turi ir metalų, ir nemetalų savybes. Jie atrodo metaliniai, tačiau gerai praleidžia elektrą. Silicis yra puslaidininkis, reiškiantis, kad jis veda elektrą. Tačiau, skirtingai nuo įprasto metalo, silicis geriau praleidžia elektros energiją, kylant temperatūrai (aukštesnėje temperatūroje metalai blogėja).

Pirmą kartą silicį 1824 m. Išskyrė švedų chemikas Jöns Jacob Berzelius, kuris taip pat atrado cerį, seleną ir torį, remdamasis Cheminio paveldo fondu. Remiantis Nacionalinio Thomas Jeffersono greitintuvo įrenginiu, Berzelius kaitino silicio dioksidą kaliu, kad išvalytų silicį, tačiau šiandien tobulinimo procesas kaitina anglis su silicio dioksidu smėlio pavidalu, kad būtų galima izoliuoti elementą.

Silicis yra pagrindinis labai žemų technologijų kūrinių, įskaitant plytas ir keramiką, ingredientas. Bet aukštųjų technologijų dalykai yra tie elementai, kurie iš tikrųjų daro savo žymę. Kaip puslaidininkis, silicis naudojamas tranzistoriams gaminti, kurie sustiprina arba perjungia elektros sroves ir yra elektronikos pagrindas nuo radijo imtuvų iki „iPhone“.

Silicis įvairiais būdais naudojamas saulės elementuose ir kompiuterių lustose. Vienas iš pavyzdžių yra metalo oksido ir puslaidininkio lauko efekto tranzistorius arba MOSFET, pagrindinis jungiklis daugelyje elektronikos elementų. Kad silicis taptų tranzistoriumi, kristalinė elemento forma yra suklastota su nedideliais kiekiais kitų elementų, tokių kaip boras arba fosforas, teigia Lawrence Livermore nacionalinė laboratorija. Pasak Virdžinijos universiteto, mikroelementai jungiasi su silicio atomais, atlaisvindami elektronus, kurie juda visoje medžiagoje.

Kurdami tarpus be silicio, inžinieriai gali sukurti tarpą, kuriame šie elektronai negali tekėti - pavyzdžiui, jungiklį „išjungtoje“ padėtyje.

Norėdami įjungti jungiklį į "įjungtą", šalia kristalo yra metalinė plokštė, sujungta su maitinimo šaltiniu. Kai elektra teka, plokštė teigiamai įkraunama. Elektronai, kurie yra neigiamai įkrauti, traukiami į teigiamą krūvį, leidžiant jiems atlikti šuolį per gryno silicio segmentą. (Tranzistoriuose taip pat gali būti naudojami kiti puslaidininkiai, išskyrus silicį.)

Kas žinojo?

  • Kai „Apollo 11“ astronautai nusileido Mėnulyje 1969 m., Jie paliko už balto maišelio, kuriame buvo šiek tiek didesnis nei sidabro doleris silicio diskas. Mikroskopiniu šriftu diske užrašytos 73 žinutės, kiekviena iš skirtingos šalies, išreiškiančios geros valios ir taikos norus.
  • Silicis nėra tas pats, kas silikonas, tas garsusis polimeras, randamas krūtų implantuose, menstruacinėse taurėse ir kitose medicinos technologijose. Silikonas yra pagamintas iš silicio kartu su deguonimi, anglimi ir vandeniliu. Kadangi silikonas taip gerai atlaiko šilumą, jis vis dažniau naudojamas gaminant virtuvės įrankius, tokius kaip orkaitės pirštinės ir kepimo skardos.
  • Silicis gali būti pavojingas. Įkvėpus ilgą laiką, jis gali sukelti plaučių ligą, vadinamą silikoze.
  • Ar patinka opalas? Ačiū siliciui. Brangakmenis yra silicio dioksido, surišto su vandens molekulėmis, forma.
  • Medžiagų, mineralų ir kalnakasybos instituto duomenimis, silicio karbidas (SiC) yra beveik toks pat kietas kaip deimantas. Pagal Moho kietumo skalę jis yra 9–9,5, šiek tiek mažesnis už deimantą, kurio kietumas yra 10.
  • Augalai ląstelių sienoms stiprinti naudoja silicį. Atrodo, kad šis elementas yra svarbi maistinė medžiaga, padedanti atsirasti atsparumui ligoms, teigiama 1994 m. Žurnale Proceedings of the National Academy of Sciences.
  • Silicio slėnis savo vardą gauna iš silicio, naudojamo kompiuterių lustuose. Pravardė pirmą kartą pasirodė 1971 m. Laikraštyje „Elektroninės žinios“.
  • Anot „Caltech“ tyrėjų, silicio pagrindu sukurtas gyvenimas, toks kaip „Horta“ iš „Žvaigždžių kelio“, gali būti ne visai mokslinė fantastika. Ankstyvieji tyrimai parodė, kad silicį galima įtraukti į molekules, kurių pagrindą sudaro baltymai.

Dabartiniai tyrimai

Šių dienų silicio tyrimai skamba visai neilgai: 2006 m. Tyrėjai paskelbė sukūrę kompiuterio mikroschemą, kurioje silicio komponentai buvo sulydyti su smegenų ląstelėmis. Elektriniai smegenų ląstelių signalai gali būti perduodami lusto elektroniniams silicio komponentams ir atvirkščiai. Tikimasi galų gale sukurti elektroninius prietaisus neurologiniams sutrikimams gydyti.

2018 m. Tyrimas, pasirodęs „Nature“, išbando naujo tipo kvantinius prietaisus, pagamintus iš silicio. Kvantiniai kompiuteriai kada nors gali tapti norma, pralenkdami dabartinę kompiuterinę technologiją su galimybe lygiagrečiai atlikti skaičiavimus. Šių prietaisų sukūrimas naudojant tas pačias metodikas tradicinėms silicio mikroschemoms formuoti galėtų paspartinti šių prietaisų plėtrą, o tai galėtų paskatinti naujų būdų naudoti kvantinius įrenginius.

Silicis taip pat žada sukurti neįtikėtinai mažus lazerius, vadinamus nanodailėmis, kurie gali būti naudojami duomenims perduoti greičiau ir efektyviau nei tradiciniai optiniai kabeliai. Superlaidų lazeriai šilumą skleidžia daug lengviau nei stiklo lazeriai, sakė Johnas Baddingas, Penno valstijos universiteto chemikas. Tai reiškia, kad jie gali pasigirti didesne galia nei tradiciniai lazeriai.

Baddingas ir jo komanda taip pat dirba kurdami naujos kartos optinius pluoštus, kuriuose integruoti superlaidininkai, o ne tiesiog stiklas, sakė jis „WordsSideKick.com“.

„Puslaidininkiai turi daugybę savybių, kurių tiesiog negalite gauti su akiniais“, - teigė Baddingas. Jei puslaidininkinės medžiagos būtų įdėtos į optinius pluoštus, į šiuos laidus būtų galima įtraukti mini elektroniką, kuri yra labai svarbi perduodant informaciją dideliais atstumais. Puslaidininkių kabeliai taip pat leistų manipuliuoti šviesa pluošte, pridūrė Badding.

Tradicinės silicio drožlės gaminamos dedant elemento sluoksnius ant lygaus paviršiaus, paprastai pradedant pirmtako dujomis, tokiomis kaip silanas (SiH4), ir leidžiant dujoms sukietėti, sakė Badding. Kabeliai, atvirkščiai, yra traukiami. Norėdami pagaminti stiklo pluošto optinį kabelį, pirmiausia pradėkite nuo stiklinės lazdelės, įkaitinkite ir ištraukite ją tarsi taffy, prailgindami ją į ilgą liesą siūlą.

Badding ir jo kolegos sugalvojo būdą, kaip puslaidininkius įgauti į tokią spageti panašų pavidalą. Jie naudoja tempiamo stiklo pluoštą su mažomis skylutėmis ir tada, esant dideliam slėgiui, suspaudžia dujas, tokias kaip silanas, kad priverstų jas patekti į tas vietas.

"Tai būtų tarsi sodo žarnos, kuri eina iš Peno valstijos į Niujorką visiškai kieta, užpildymas siliciu", - teigė Baddingas. "Jūs manytumėte, kad viskas susitvarkys ir susitvarkys, bet to neturi."

Gautos puslaidininkių sruogos yra nuo trijų iki keturių kartų plonesnės nei žmogaus plaukai. Baddingas ir jo komanda taip pat eksperimentuoja su kitais puslaidininkiais, tokiais kaip cinko selenidas (cinkas ir selenas), kad sukurtų pluoštus, kurių talpa niekada nebuvo matoma.

Daugiau apie silicį:

  • Norėdami įdomiai ir įdomiai pažvelgti į Silicio slėnio istoriją, įskaitant informaciją apie protus ir produktus, susijusius su aukštųjų technologijų startuolių kūrimu, apsilankykite NPR interaktyviame Silicio slėnio laiko plane.
  • Jie gali būti arti periodinės elementų lentelės, tačiau silicis ir anglis yra skirtingi cheminiai žvėrys. Štai Dow Corning pažvelgė į jų skirtumus, kurie paaiškėjo, kad vienas yra organinis, o kitas - neorganinis.
  • „WordsSideKick.com“ puikiai apibūdina puslaidininkių darbą ir tai, kaip silicis yra pagrindinis žaidėjas.
  • Norite sužinoti, kaip gaminami garsieji „Intel“ lustai, be abejo, iš silicio? Technikos kompanija aprašo jų lustų istoriją, kaip jie laikui bėgant pasikeitė, kaip jie gaminami ir kaip jie dirba.

Papildomos Rachel Ross, „WordsSideKick.com“ bendradarbės, ataskaitos.


Vaizdo Papildas: Assassin's Creed Odyssey Sílící vjem 1/3 #157.




Tyrimas


Nuotraukose: Neįmanomos Uolos Atokioje Saloje
Nuotraukose: Neįmanomos Uolos Atokioje Saloje

Ar Vaizdo Žaidimas Išgydė Živ?
Ar Vaizdo Žaidimas Išgydė Živ?

Mokslas Naujienos


Ar Sveikas Tavo Miestas? Patikrinkite Naudodamiesi Interaktyviu Žemėlapiu
Ar Sveikas Tavo Miestas? Patikrinkite Naudodamiesi Interaktyviu Žemėlapiu

3 Patarimai, Kaip Valgyti Mažiau Riebalų
3 Patarimai, Kaip Valgyti Mažiau Riebalų

Kaip Kaklo Įtrūkimas Moterį Iš Dalies Paralyžiavo?
Kaip Kaklo Įtrūkimas Moterį Iš Dalies Paralyžiavo?

Nasa Debunks Paslaptingą Trikampį „Nso“
Nasa Debunks Paslaptingą Trikampį „Nso“

Kas Yra Pozityvioji Psichologija?
Kas Yra Pozityvioji Psichologija?


LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com