2. Η ςημαςία του πυριτίου
Χρόνια επιδίωξθ των επιςτθμόνων ιταν θ
καταςκευι λζιηερ με βάςθ το πυρίτιο. Μια τζτοια
τεχνολογικι εξζλιξθ κα ζδινε τθ δυνατότθτα
ςτουσ μθχανικοφσ να καταςκευάηουν φκθνά τςιπ
ςτα οποία κα ενςωματϊνουν θλεκτρονικζσ και
οπτικζσ διατάξεισ, αντί να αναγκάηονται να
χρθςιμοποιοφν ακριβισ καταςκευισ λζιηερ που
βαςίηονται ςε «εξωτικά» θμιαγϊγιμα υλικά όπωσ
το αρςενικοφχο γάλλιο ι το φωςφοροφχο ίνδιο.
Τα λζιηερ πυριτίου κα άνοιγαν ενδεχομζνωσ το
δρόμο ςε οικονομικά ςυςτιματα που κα
βαςίηονται ςτο φωσ, τα οποία κα χρθςιμοποιοφν
φωτόνια αντί για θλεκτρόνια για τθ μεταφορά
τεράςτιου όγκου δεδομζνων με μεγάλεσ
ταχφτθτεσ ―τθσ τάξεωσ των πολλϊν γιγαμπίτ
ανά δευτερόλεπτο. Δφο ερευνθτικζσ ομάδεσ, θ
μία ςτο Πανεπιςτιμιο τθσ Καλιφόρνιασ ςτο Λοσ
Αντηελεσ (UCLA) και θ άλλθ ςτθν Intel
Corporation, ανακοίνωςαν πρόςφατα ότι
κατάφεραν να κάνουν το πυρίτιο να εκπζμπει
ςυνεχζσ φωσ λζιηερ.
H μελζτθ του πυριτίου και των εφαρμογϊν του
είναι μια χαρακτθριςτικι περίπτωςθ τθσ
αλλθλεπίδραςθσ των ςυςτθμάτων. Θ ανακάλυψθ
τθσ ιδιότθτάσ του να είναι θμιαγωγόσ οδιγθςε
ςτα τρανηίςτορ. Τα τρανηίςτορ ςιμαναν τθν αρχι
τθσ τεχνολογικισ επανάςταςθσ του 20οφ
αιϊνα, θ οποία οδιγθςε ςε μια επανάςταςθ
ςτθν ανκρϊπινθ επικοινωνία, ςτθ διάχυςθτων
πολιτιςμϊν και ςτθν κατανόθςθ των ομοιοτιτων
αλλά και των διαφορϊν ανκρϊπων από
διαφορετικά πολιτιςμικά περιβάλλοντα. Με τον
τρόπο αυτό το πυρίτιο «ςυνζβαλε» ςτθν
διαμόρφωςθ μιασ κοινωνίασ πιο ανεκτικισ ςτισ
διαφορζσ. Ακόμθ θ τεχνολογία άνοιξε νζουσ
δρόμουσ ςτο εμπόριο και αποτζλεςε από μόνθ
τθσ μια νζα πθγι επαγγελματικισ και
οικονομικισ δραςτθριότθτασ, «μετζβαλε» τουσ
τομείσ επαγγελματικισ εναςχόλθςθσ και
«διαμόρφωςε» μια νζα ιςχφ: τθν ιςχφ που
πθγάηει από τθν τεχνολογικι εξζλιξθ και γνϊςθ.
για την εξζλιξη τησ τεχνολογίασ,
3. για την επιςτήμη,
Ερευνθτζσ του Τμιματοσ Επιςτιμθσ και Τεχνολογίασ των Τροφίμων
του Πανεπιςτθμίου τθσ Καλιφόρνιασ, ανακάλυψαν ότι θ μπφρα είναι
πλοφςια πθγι πυριτίου και πικανότα βοθκά ςτθν πρόλθψθ τθσ
οςτεοπόρωςθσ, κακϊσ το πυρίτιο είναι το βαςικό ςυςτατικό για τθν
αφξθςθ τθσ οςτικισ πυκνότθτασ.
Θ καλφτερα τεκμθριωμζνθ λειτουργία του πυριτίου είναι ότι
διευκολφνει τον εμπλουτιςμό των οςτϊν με αςβζςτιο και μζταλλα. Ο
οργανιςμόσ δε μπορεί να αφομοιϊςει και να χρθςιμοποιιςει το
αςβζςτιο χωρίσ τθν παρουςία πυριτίου, ανάγοντάσ το ζτςι ςε
απαραίτθτο κρεπτικό ςτοιχείο για όςουσ ζχουν προβλιματα
οςτεοπόρωςθσ. Ηωτικισ ςθμαςίασ για τθν ςωςτι ανάπτυξθ των
οςτϊν και τθ διατιρθςθ τθσ φυςιολογικισ οςτικισ δομισ. Απαραίτθτο
για τθν ορκι και ταχεία εποφλωςθ καταγμάτων, κλάςεων και
τραυματιςμζνων τενόντων και ςυνδζςμων. Προλαμβάνει τον
εκφυλιςμό
4. Το πυρίτιο και οι ενϊςεισ του ζχουν πολλζσ βιομθχανικζσ χριςεισ. Το ίδιο το
πυρίτιο είναι κφριο ςυςτατικό των περιςςότερων θμιαγωγικϊν ςυςτθμάτων
και των μικροτςίπ. Οι θμιαγωγικζσ ιδιότθτεσ των θμιαγωγϊν πυριτίου
παραμζνουν ςε υψθλότερεσ κερμοκραςίεσ ςε ςφγκριςθ με των αντίςτοιχων
του γερμανίου. Ακόμθ, το φυςικό του οξείδιο είναι πιο εφχρθςτο και ζτςι
ςχθματίηεται καλφτερο ηεφγοσ θμιαγωγϊν - διθλεκτρικϊν, ςε ςχζςθ με κάκε
άλλο γνωςτό υλικό. Ακόμθ, ςτθ μορφι του χαλαηία και διαφόρων πυριτικϊν
ενϊςεων ςχθματίηει χριςιμα υαλικά, τςιμζντα και κεραμεικά προϊόντα. Είναι
ακόμθ ζνα κφριο ςυςτατικό των ςιλικονϊν, μια τάξθ πολυμερϊν που
περιζχουν πυρίτιο, άνκρακα, οξυγόνο και υδρογόνο.
Το πυρίτιο είναι απαραίτθτο ςτοιχείο ςτθ βιολογία, αν και ειδικά για τα ηϊα
αποτελεί απλά ιχνοςτοιχείο. Είναι όμωσ πιο ςθμαντικό για το μεταβολιςμό
των φυτϊν, ειδικότερα για πολλά ποϊδθ από αυτά. Το πυριτικό οξφ αποτελεί
ακόμθ τθ βάςθ για το ςχθματιςμό των κελυφϊν των μικροςκοπικϊν
διατομϊν.
5. για την οικονομία,
Θ οικονομικι ςθμαςία του πυριτίου λόγω τθσ αφκονίασ του ςτθ φφςθ, είναι
ανυπολόγιςτθ. Χιλιάδεσ αντικείμενα, υλικά, και ςυςκευζσ το περιζχουν ωσ
βαςικό τουσ ςυςτατικό. Τα πιο γνωςτά, γυαλί, ςιλικόνεσ, θμιαγωγοί, οπτικζσ
ίνεσ, φωτοβολταϊκά ςυςτιματα, υπολογιςτζσ. Θα κεωριςουμε όμωσ μζγιςτθ
τθν οικονομικι ςθμαςία του πυριτίου ,αν λάβουμε υπόψθ μασ τισ τελευταίεσ
φιλόδοξεσ προςπάκειεσ των επιςτθμόνων να ςυνδζςουν τουσ νευρϊνεσ του
ανκρϊπινου εγκεφάλου με μικροτςίπ πυριτίου για να αντικαταςτιςουν τουσ
κατεςτραμμζνουσ νευρικοφσ ιςτοφσ με εμφυτεφματα και προχωρθμζνουσ
υπολογιςτζσ. Ζνασ ςυνδυαςμόσ βιολογίασ και τεχνολογίασ που κα μποροφςε
να βοθκιςει τουσ τυφλοφσ να δουν και τουσ παράλυτουσ να περπατιςουν,
με τεχνθτοφσ αμφιβλθςτροειδείσ ι προςκετικά άκρα.
6. για την τζχνη και τον πολιτιςμό,
Σιμερα ο όροσ κεραμικά υλικά ζχει ευρφτερθ χριςθ και περιλαμβάνει όλα
τα ανόργανα μθ μεταλλικά υλικά που ζχουν υποςτεί κερμικι κατεργαςία ςε
υψθλζσ κερμοκραςίεσ (ψθμζνα προϊόντα από πθλό). Βαςικά ςυςτατικά του
πθλοφ είναι το αργίλιο, το πυρίτιο και νερό μζςα ςτθ χθμικι του ςφνκεςθ. Το
αργίλιο μποροφμε να το ςυναντιςουμε και με τθν ονομαςία αλουμίνια και
το πυρίτιο ςιλικόνθ ι πυριτικι άμμο.
7. ΟΠΤΙΚΕΣ ΙΝΕΣ
Μια οπτική ίνα είναι μια γυάλινθ ι πλαςτικι ίνα που μεταφζρει το φωσ κατά
μικοσ τθσ. Υπάρχει ιδιαίτεροσ κλάδοσ τθσ επιςτιμθσ που αςχολείται με
ζρευνα για τθσ δυνατότθτεσ και εφαρμογζσ των οπτικϊν ινϊν. Οι οπτικζσ ίνεσ
χρθςιμοποιοφνται ευρζωσ ςε δίκτυα επικοινωνιϊν , και επιτρζπουν τθν
μετάδοςθ ςε μεγαλφτερεσ αποςτάςεισ και ςε υψθλότερου εφρουσ ηϊνθσ
(ταχφτθτα μετάδοςθσ δεδομζνων) ςε ςχζςθ με άλλεσ μορφζσ επικοινωνίασ
όπωσ ο χαλκόσ. Οι οπτικζσ ίνεσ χρθςιμοποιοφνται αντί των μεταλλικϊν
καλωδίων, διότι τα ςιματα ταξιδεφουν μαηί τουσ με λιγότερθ απϊλεια, και
επίςθσ δεν επθρεάηονται από θλεκτρομαγνθτικζσ παρεμβολζσ. Οι οπτικζσ
ίνεσ χρθςιμοποιοφνται επίςθσ για φωτιςμό, και είναι ςε μάτςα, επίςθσ
μποροφν να χρθςιμοποιθκοφν για τθ μεταφορά εικόνων, επιτρζποντασ ζτςι
τθν προβολι ςε ςτενοφσ χϊρουσ. Ειδικά ςχεδιαςμζνεσ οπτικζσ ίνεσ
χρθςιμοποιοφνται και για πολλζσ άλλεσ εφαρμογζσ, ςυμπεριλαμβανομζνων
των αιςκθτιρων λζιηερ. Θ ζνωςθ οπτικϊν ινϊν είναι πιο πολφπλοκθ από θ
ζνωςθ ςυρμάτων ι καλωδίων.
8. Τα άκρα των ινϊν πρζπει να είναι ςχιςμζνα με προςοχι, και ςτθ ςυνζχεια, ςυγκολλθμζνα
μαηί με μθχανικι πίεςθ ι με ςφντθξθ χρθςιμοποιϊντασ θλεκτρικό τόξο.
Οι οπτικές ίνες καταςκευάηονται από κακαρό διοξείδιο του πυριτίου, ζχουν το πάχοσ
περίπου μιασ ανκρϊπινθσ τρίχασ. Τα καλϊδια οπτικϊν ινϊν αποτελοφνται από πάρα
πολλζσ οπτικζσ ίνεσ και χρθςιμοποιοφνται όλο και περιςςότερο ςτισ τθλεπικοινωνίεσ και ςε
οπτικά όργανα ακριβείασ. Οι οπτικζσ ίνεσ προςφζρουν τεράςτιεσ δυνατότθτεσ
επικοινωνίασ. Τα κφρια πλεονεκτιματα τθσ χριςθσ οπτικϊν ινϊν ςτον τομζα τθσ
επικοινωνίασ είναι τα εξισ:
- Πολφ μεγαλφτερθ ποςότθτα πλθροφοριϊν μπορεί να μεταφερκεί ςε μια οπτικι ίνα ςε
ςφγκριςθ με ζνα καλϊδιο χαλκοφ.
- Σε όλα τα καλϊδια μζροσ τθσ ενζργειασ χάνεται κατά μικοσ του καλωδίου . Ζτςι
χρειάηονται ενιςχυτζσ κάκε 2 ζωσ 3 χιλιόμετρα, αλλά με τθν οπτικι ίνα θ ενίςχυςθ του
ςιματοσ είναι αναγκαία μόνο κάκε 50 χιλιόμετρα.
- Σε αντίκεςθ με τα καλϊδια χαλκοφ, ςτισ οπτικζσ ίνεσ δε γίνονται θλεκτρικζσ
παρεμβολζσ. Οφτε προκαλοφνται ςπινκιρεσ , οπότε μποροφν να χρθςιμοποιθκοφν ςε
περιβάλλον με εκρθκτικά υλικά, όπωσ τα διυλιςτιρια πετρελαίου ι τα αντλιοςτάςια
φυςικοφ αερίου .
- Οι οπτικζσ ίνεσ είναι φκθνότερεσ και πιο λεπτζσ από τα καλϊδια χαλκοφ ,πράγμα που
κακιςτά ευκολότερθ τθν εγκατάςταςθ και τθ ςυντιρθςθ.
ΤΕΛΟΣ
