A magyar vegyipar és kémiatudomány

Szemle... Szemle... Szemle

A tokiói Showa Denko Kagaku cég, amely eddig a vízkezelõ finomvegyszerek területén csak azok kereskedelmével foglalkozott, most egy új vízoldható kezelõpolimer kifejlesztésébe fogott, ez a poli-N-vinilacetát (PNVA), amire 1998 tavaszi üzemindulással, két technológiai lépcsõben és meglévõ telephelyein (a monomert Oita-ban, a polimerizációt Kawasaki-ban) építkezik, évenként 1000 tonna kapacitásra. Ennek révén 20 millió USD értékesítésre számít, de olyan pozitívan ítéli meg a szer versenyképességét, hogy tervbe vette ezen üzemek bõvítését évi 10 000 tonnára, ami 80 millió USD értékesítést tesz majd lehetõvé.

A vízoldható vízkezelõ polimerek ma mindenekelõtt a poli-vinil-alkohol és a poli-etilén-oxid, de a piacot tõlük az újonnan kifejlesztett poli-aszpartámok (poli-aszparaginsav-félamid) kezdik elhódítani: ebben akar versenytárs lenni a PNVA-val a Showa Denko.

[Forrás: Chemical Week. 159. No 10, p 27 (1997. március 12.)]

Az ázsiai vegyiparban növekednek a metakrilsav származékai iránti igények; ezt szem elõtt tartva a japán Asahi vegyicég 1994-ben kezdett el olyan koncepcióval foglalkozni, hogy Mizushima-i üzemében fejlesszen ki egy egylépcsõs katalitikus metil-metakrilát gyártási eljárást metakroleinbõl (aminek prekurzora az izobutilén). A Kawasakiban mûködõ kétlépcsõs üzemének elsõ lépcsõjét, amelyben metakrilsavat nyer, átállítja metakrilonitril termelésre és ezt pótolja egylépcsõs új eljárásával, amelynek mind a beruházási költsége, mind az önköltsége kisebb. A Kawasaki-i eredeti második lépcsõ a metakrilsavból a metilésztert képezi.

Az eljárást sikerült kifejlesztenie és 1998-ra kíván belépni Kawasakiban az új 60 000 tonna/év kapacitású metil-metakrilát üzemmel, amelyre a beruházás során az elõbecslés szerint 49 millió USD-t kell fordítania. 

[Forrás: Chemical Week. 159. No 11, p 28 (1997. március 19.)]

Több jelentõs vegyicég foglalkozik világszerte a metallocén-zagykatalizátoros etilénpolimerizációval lineáris kissûrûségû polietiléngyártás céljából, mindenekelõtt meglévõ polietilénüzemek átalakításával új eljárásra, jelesül: 

– a Borealis a norvégiai (Roningen) üzemében 1997 során ilyen 30 000 tonna/éves kapacitású üzemet kíván indítani hurokreaktorral, amelyben az Exxon Chemicals metallocén katalizátorát használja,

– az Exxon (Baton Rouge, Luisiana) üzemében elvégezte már a szükséges átalakítást, metallocén zagykatalizátorral,

– a BASF egyik LlDPE üzemét hurokreaktorral látta el,

– a Phillips Petroleum még az üzemkísérleteknél tart,

– az Exxon az Union Carbide-dal közösen épít ilyen üzemet. 

A Borealis reméli, hogy licencadás révén az újonnan épülõ polietilénüzemek fele ilyen hurokreaktoros-zagykatalizátoros eljárással mûködik majd. 

[Forrás: Chemical Week. 159, No 1., p 8; (1997. január 1–8.)]

Angliában a múlt század közepén nagyon megbecsülték a tudományt, ez abban is megnyilvánult, hogy a Tudományos Akadémia (Royal Society) nyilvános ülésén ismertette a neves felfedezõ a legújabb jelentõsnek tartott természettudományos vívmányt; ilyenkor az ország politikai vezetõi és a lordok is megtisztelték azt. Feljegyezték, hogy amikor Michael Faraday ismertette az általa felismert elektromos jelenségeket, az ugyancsak jelenlévõ William Ewart Gladstone (három ízben Viktoria királynõ miniszterelnöke, de e felolvasáskor pénzügyminiszter) megkérdezte Faradayt, hogy mire lesz jó a felfedezése; a válasz így hangzott: “Ön, miniszter úr ezt majd egyszer meg fogja adóztatni.”

Ez jutott eszembe, amikor a nanocsövek felhasználási perspektíváiról jelent meg az elsõ híradás (10-9 m nagyságrendû átmérõvel és legfeljebb 1 nm hosszal rendelkezõ, hengerfelületet alkotó karbonrácsvázú üreges tûkristályok, amiket a rokon térrácslabda Buckminster-fullerének felfedezése során melléktermékként kaptak, melyek “focilabdát” (buckyball) alkottak 30–90 karbonatomból).

Ezeket a görbült behatárolt karbon-térrácsokat ma a japán NEC (Nippon Electric Company) cég laboratóriuma állítja elõ szénelektródok között villamos kisülésekkel. A híradások a nanocsövek kétféle reménybeli alkalmazásáról szólnak:

– csillagmagokban uralkodó óriásnyomásnak megfelelõ gázzal töltött nanoterek a csillagok mélyén végbemenõ kémiai-, fizikai- ill. magreakciók modellezésére,

– szuperpolírozott felületeken felgõzölt egyes idegen atomok egy megkívánt mintába rendezése (nanométeres méretû nyomtatás ill. diódák, amiket egyetlen elektron kapcsol). 

Az óriásnyomás-kísérlethez a nanocsöveket elõször 600 ^oC-ra hevítik, amikor is 60%-ban felnyílik a karbonrács-palást, majd 230 ^oC-ra melegítik ezüst-nitráttal együtt (ekkor az megolvad és behatol a csövek belsejébe). Az utolsó mûveletben a csöveket elektronsugarakkal bombázzák, amiknek hatására az ezüst-nitrát-töltet elbomlik fémezüstté, nitrózzá és oxigénné: a gázok nem tudnak kiszabadulni és elõáll a csillagmagok belsejében uralkodó óriásnyomás. (A javaslat egy nemzetközi kutatócsoporttól ered, amelyben brazil, svájci és észak-amerikai tudósok mûködnek együtt.)

A fémfelületeken célszerûen létrehozott atomrács-minták képzéséhez nanoméretû tûhegyet kell képezni egy felületvizsgáló elektronmikroszkóp manipulátorán, ami az ottani acéltûhegynek mûanyagragasztó-oldatban történõ bemártásával és az így kialakított ragacsos hegynek nanocsõporba mártásával hozható létre.

(A javaslatot az 1996. évi fizikai Nobel-díjas Rick Smalley professzor tette; Rice Egyetem, Houston, Texas.) 

[Forrás: VDI-nachrichten. 51, No 5, p 16; (1997. január 31.)]

A repüléshez már 200 évvel ezelõtt használtak hidrogént, éspedig a francia forradalomban 10 nappal a Mongolfier hõlégballon elsõ útja után, éspedig nem motorhajtó üzemanyagként, hanem könnyû fajsúlyú ballontöltetként a lebegtetés érdekében a légkörben.

Az elsõ, forradalminak vélt német Zeppelin léghajó szivaralakú lebegtetõ ballonját is hidrogénnel töltötték meg, míg elsõ amerikai útján, 60 évvel ezelõtt, New York (USA) repülõterén 1937 májusában ez a töltet fel nem lobbant 32 másodperc alatt. (Nem volt robbanás, csak égre törõ hidrogén-fáklyaláng.)

Ilyen elõzmények után kezdõdtek most hidrogén-üzemanyaggal hajtott személyszállító, merevszárnyú lökhajtásos repülõgépekkel és azok teljes logisztikájával foglalkozni, mindenekelõtt megújuló (vízierõmû) primerenergia-forrást használva és a légkör védelmét megcélozva, mert a hidrogén levegõs elégetése során a motorban CO2 nem keletkezik, így a vízgõz kipufogógázok közül az üvegházhatást csak a nitróz idézi elõ. Mindez csak egy járulékos érv ilyen fejlesztés mellett. A komplex megoldásnak globálisan közel gazdaságosnak is kell lennie, amit a jövõ század közepére vélnek elérni olyan prognózisok alapján, amelyek szerint óriási vízierõmûvek mellett és az általuk elõállított árammal vizet elektrolizálva ez a megoldás viszonylag mind olcsóbb lesz, míg a kõolajnak (a szénhidrogén üzemanyagnak primer energiahordozója) az ára megnõ a készletek kimerülése és a mind drágábban hozzáférhetõ forrásaik miatt; így gazdaságilag konvergál a két összehasonlítható megoldás.

A repülõ útja során az üzemanyagot tárolni kell; ez a hidrogén esetében csak cseppfolyós halmazállapotban képzelhetõ el, ekkor azonban ez csak környezeti nyomáson, azaz mélyhûtve történhet, mert különben, nyomás alatt cseppfolyósan tartva, a repüléshez túl nehéz lenne a nyomástartó tárolóedény. A kriogénes tárolási hõfok –253 °C-on (az abszolút nullapont felett 20 fokkal), ami ugyancsak súlytöbbletet jelent (hõszigetelés), de a nyomásálló buroknál kisebb súlyút. A terjedelmes hõszigetelés miatt a cseppfolyós hidrogén tartályok már nem férnek el a szárnyakban, csak a törzs (az utaskabin) felett, amire azért is szükség van, mert a repülõgép súlypontja, útközben, a hidrogén elhasználódása miatt nem változhat meg.

A cseppfolyós hidrogén égéshõje (súlyra vetítve, fajlagosan) ugyan lényegesen meghaladja a szénhidrogén üzemanyagét (repülõbenzin, kerozin), de a tartályok hõszigetelése miatt ez több teret igényel a szárnyakban elhelyezett folyékony szénhidrogén üzemanyagénál.

A repülés hidrogénellátásának teljes logisztikáját végig kell azonban gondolni és ehhez kell kifejleszteni a megfelelõ készülékeket.

A megújuló hidrogenológiai energiához óriási vízierõmûveket kell építeni (elõzetes számítások szerint a világon tízet), amelyek annyi villamosáramot termelnek, hogy mindegyikük az utánuk kapcsolt vízelektrolízisben óránként 6000 tonna hidrogént tudjon fejleszteni. A minden valószínûség szerint kontinensközi szállításhoz a hidrogént cseppfolyós állapotba kell hozni, ennek 2 alternatívája lehetséges: 

– kriogén módszerekkel,

– kémiai kötésben toluolt metilciklohexánná hidrogénezve, majd a tengeri és folyami szállítás után a metilciklohexánt dehidrogénezve visszaalakítani toluollá és a kinyert hidrogént a felhasználási helyen (pl. a repülõtéren) kriogénesen cseppfolyósítani. A körfolyamat a légköri nyomáson szállított és tárolt hidrogénben megtestesült hasznos energia 20%-át igényli. A szállítóeszköz olyan tengeri tankhajó, melynek fedélzetén folyami vontatványként szállítható alakú és méretû ciszternák vannak leszerelhetõen felerõsítve, így a tengerbe torkolló kontinentális folyókon is megoldható a kémiailag kötött hidrogén hordozójának oda, majd visszaszállítása. 

A prognózis szerint a XXI. század elsõ öt évében lehetséges az elsõ cseppfolyós hidrogén üzemanyagú repülõgép (“Cryoplane“) kipróbálása: ehhez egy 30 ülõhelyes Dornier-Do 328 repülõgéptípust vettek figyelembe, aminek aerodinamikáját az utastér feletti hidrogéntároló miatt még ki kell alakítani. A fejlesztési munkában a következõ cégek vesznek részt: Németországból a MAN és a Neoplan, Belgiumból a Van Hool, Franciaországból a Renault. A hidrogén üzemanyagú repülõgépek elterjedésére a 2020–2040 közötti két évtizedben számítanak. 

[Forrás: Chemistry in Britain. 33, No 1, p 16; (1997. január)]

’sidõk óta szeretik az emberek és sok állatfajta az édes ízt, amit természetes táplálékuk (növények, rovarok) révén szereztek meg. Ezek az édes anyagok az emésztõrendszerben elbomlanak, felszívódnak a vékonybél falán keresztül a vérbe, és a bomlástermékek a sejtélettani folyamatok révén hozzájárulnak a szervezet kémiailag kötött energiaigényének kielégítéséhez.

A mi idõnkben terjed egy túlnyomórészt az öregkorban kifejlõdõ népbetegség: a cukorbaj, amit enyhe kifejlõdésének észlelésekor a cukorbevitel csökkentésével, majd kifejlett állapotában rendszeres inzulin injekcióval lehet féken tartani, mert enélkül gyors szervezeti degeneráció következhet be (vakság, szív- és érbetegségek).

A természetes fõ édesítõszerek a cukor-vegyületek, amik közül a legédesebb a répa- ill. nádcukor, hatóanyaga a vízoldható diszaharid (szaharóz), de ennek édesítõ hatásához etalonként hasonlítva kevésbé édesek a monoszaharidek (fruktóz, mannóz, laktóz, xilóz), relatív édességük 1/4–4/5.

Számos vegyület fejt ki azonban édes ízt, köztük találjuk a szintetikus vagy átalakított természetes édesítõszereket, amikkel szemben a következõ élvezeti feltételeket támasztják:

– csekély vízoldhatóságuk dacára (1% 25 ^oC-on pl. aszpartám) legyenek a répa- ill. nádcukorral összemérhetõen édesek,

– ne legyen kellemetlen és hosszantartó mellékízük (keserû, fémes),

– ne szívódjanak fel az emésztõcsatornában (ne növeljék a vér cukorszintjét és ne vegyenek részt a szervezet energiaellátásában túlsúlyos egyedeknél),

– ne okozzanak kellemetlen élettani zavart (pl. hasmenés), ezért szükséges alkalmazási felsõ határértékük meghatározása,

– ne legyenek mérgezõk. 

Fenti határfeltételeknek az optikailag aktív természetes édesítõszerek közül mindenekelõtt D-enantiomerek felelnek meg, továbbá a cukrok katalitikus hidrogénezésével elõállított cukoralkoholok és a vízben rosszul oldódó más vegyületek közül azok, amiknek édesítõképessége a szaharózénak 30–300-szorosa.

A ma járatos mesterséges édesítõszerek közül legkorábban a szaharint használták (benzoesav pentaciklusos orto-szulfimidje), a jelenlegiek közül megemlíthetõ a ciklamát és kálisója és a leginkább elterjedt az aszpartám (canderel, nutrasweet, ami a mono-amino-borostyánkõsav és a fenilpropionsav sójának -beta-félimidje); vegyületcsoportja szerint: dipeptid. Néhány ország már engedélyezte édesipari felhasználásra a sucraloset, ez triklór-tridezoxi-diszaharidsav (4,1’,6-trikloro–4,1’,6-trideoxi-galaktoszukróz). 

[Forrás: Chemistry and Industry. No 3, p 90; (1997. február 3.)]

Az elektronikus szerkezetek (pl. rádiók, magnók, órák, zseblámpák, mobiltelefonok) egyenfeszültségû villamosáramigénye csekély. Ez teszi lehetõvé mobilitásukat, aminek következménye függetlenségük a hálózattól (feltétel, hogy kellõ teljesítményû energiaforrást el tudjunk helyezni a készülékben). Kétféle ilyen áramforrás van: 

– szárazakkumulátor, ami a hálózatból ismételten újratölthetõ,

– csupán egyszer használatos szárazelem, amelyik hosszú ideig tud energiát szolgáltatni (tehát eldobható és ezért ne tartalmazzon mérgezõ anyagot – Cd, Hg, Pb –. Ma kétféle szárazelem használatos:

·· a hagyományos cink-karbon elektródos,

·· az alkalikus tartóselem, amely a hagyományosnál 5–10-szer nagyobb teljesítményre képes, ára viszont a 4–5-szöröse. 

A holland Philips cég (Eindhoven) 1997-ben hozza ki új “Powerlife” szárazelemeit, amelyek a mai tartóselemek árának nem egészen kétszereséért dupla olyan teljesítményt nyújtanak. A szárazelem katódja cinkpor-gél, anódja mangándioxid- és grafitpor, amely különlegesen finomszemcsés, minek következtében jobb az elektromos érintkezés és kisebb a szárazelem belsõ ellenállása. Ez viszont növeli a villamos teljesítõképességet amiatt is, mert így megnövelhetõ a mangán-dioxid részaránya a porelegyben. A két elektródot gélelektrolit közvetítésével membrán választja el egymástól.

A Philips 1997-ben egymás után hozza ki a járatos szárazelem-méreteket: 

– mignon (LR6),

– micro (LR 03),

– E block, 9 Volt (6 LR 31),

– mono (LR 20),

– baby (LR 14). 

1996-ban világszerte 28 milliárd darab mobilelemet és száraz akkumulátort tudtak eladni; a legnagyobb felhasználó a világ legjelentõsebb lakósûrûségû régiója: Kelet-Ázsia.

Bob Vissers, a cég illetékes alelnöke a primer-elemekre Nyugat-Európában a 4,2 milliárd darabos eladást közölte, Ruud Jona, az elem-termelõcsoport vezetõje a Powerlife elemektõl azt reméli, hogy azok cégének jelenlegi 10%-os részarányát meg fogják növelni; ez 1996-ban fajlagosan évente 8 db/fõ volt. 

[Forrás: VDI-nachrichten. 51, No 7, p 19; (1997. február 14.)]

Minden magasabb rendû élõlényt egyéni testszag jellemez, de civilizált világunkban nem elsõsorban ez kelt személyes rokonszenvet vagy ellenszenvet, mert számos más jellemzõ, elsõsorban civilizációs jegy orientál errõl. Vannak azonban olyan helyzetek, mindenekelõtt a gyógyászatban vagy a higiénében, amikor a társadalmi kényelmünk következtében már eltompult szagfelismerésünk nem eléggé érzékeny. Példa erre a cukorbetegek inzulinos beállításánál az aceton-szag mértékének idejekorán helyes felismerése, a higiénében pedig a nyilvános úszómedencék koli-bakteriális fertõzésének gyors észlelése (nem a hetes nagyságrendû idõt igénylõ hagyományos baktériumtenyészettel), vagy a mûtéteknél a helyszínen összeállított altatógáz helyes összetételének folyamatos ellenõrzése.

Maga a szaglás nagyon komplex észlelés, amikor az orrunk szaglóideg-lamellái, melyek szemben a már születésünkkor teljes számban rendelkezésre álló többi idegsejttel elkopásukkor utána nõni képesek; nem egyes vegyianyagokat érzékelnek, hanem ilyenek együttesét receptorfelületük révén és az ezek által okozott ingerületet elemzik agyunk illetékes idegsejtjei az élet során szerzett tapasztalat bennünk rögzõdött emlékei révén.

Hasonló elven mûködik egy elektronikus mesterséges szaglószenzor, amit a Müncheni Egyetemen Rudolf Müller vezetésével fejlesztettek ki. A szenzor egy levegõvel átáramoltatható dobozba zárt néhány 1 mm-nél vékonyabb, 14 mm átmérõjû, rezgésre gerjesztett, piezoelektromos kvarckristályból állt, amit meghatározott illóanyag receptorokkal vontak be. Az átvezetett (pl. a kísérletek során likõrökbõl eredõ) illó anyagokkal terhelt légáramból a vonatkozó receptor adszorbeálja azokat, miáltal súlya megnõ és ez frekvenciáján piezoelektromosan érzékelhetõ. Az ilyen érzékelõket elõször a szóba jöhetõ tiszta etalonanyagokkal hitelesítik és ezt egy csatlakoztatott komputer memóriájában rögzítik (az illékony anyagkeverékre jellemzõ komplex áramképpel).

A gyakorlatban használható szenzort a bioélettani technikára (Biomedizintechnik) szakosodott Frauenhofer Intézetben dolgozták ki (St. Ingbert, Németország) és Flexural Plate Wave Sensor néven (torzióslemez hullámszenzor) értékesítik. 

[Forrás: Technische Rundschau. 89, No 7, p 32; (1997. február 14.)]

A világ folyamatokat levezetõ (kémiai, növényvédelmi-, élelmiszer) iparában 30 éve alkalmazott biotechnika (ideértve az utóbbi évek géntechnikáját is) és az ehhez képest 5–10 évvel elmaradott német helyzet elemzésére, valamint az ezredforduló körüli perspektívára a Düsseldorfi Gazdaságkutató Intézet (WZ) megbízta a bázeli (Svájc) Prognos Gazdaságkutató Intézetet, hogy modellként az Északrajna-Westfáliai Tartományra (NRW) prognosztizáljanak. Összehasonlításul átvették az Arthur D. Little mérnökirodának az elemzését az USA biotechnikai iparáról. Prognózisuk szerint a biotechnikai ipar 2000-ben 50–250 milliárd DM közötti értékkel fog a világtermelésben résztvenni, amibõl Németországra 4 milliárd márka juthat. Az USA jelenlegi biotechnikai iparát a következõ adatok jellemzik: 

– telephely: túlnyomórészt Észak-Kalifornia, mert ott áll rendelkezésre leginkább a kockázati tõke,

– biotechnikai vállalkozások száma ill. munkahelyeik száma: 1300 (közülük 30 veszteséges) ill. 110 000,

– profitcentrumok: növényvédelem, gyógyszer- és élelmiszeripar. 

Az Északrajna-Westfáliai Tartományra az 1996. évben a helyzet a következõ volt: 

– cégek száma: 45,

– termelési érték: 511 M DM,

– foglalkoztatottak száma: 1800,

– kutatási-fejlesztési ráfordítások: 207 M DM,

– igénybevett alvállalkozó ill. beszállítócégek száma és ott az ezzel foglalkoztatott dolgozólétszám: 40 ill. 120 és 2300 fõ. 

Az NRW prognózis 2001-re: 

– foglalkoztatottak száma: 3600,

– alvállalkozók és beszállítók által foglalkoztatottak száma: 3600,

– a munkahelyteremtésre rendelkezésre álló anyagi fedezet 4500 helyre elég,

– a biotechnikával és géntechnikával közvetve foglalkozóknál létrejött új munkahelyek száma: 10 000. 

A prognózis szerint, ha nem lennének ezek az új ipari tevékenységek, úgy a meglévõ munkahelyek száma 70 000–108 000-rel csökkenne. 

[Forrás: VDI-nachrichten. 51, No 8, p 4; (1997. február 21.)]

Vissza