A korai civilizációkban az ember a természettől készen kapott alapanyagokat használt, majd idővel arra is rájött, hogy némi módosítással a célnak jobban megfelelő matériához juthat. Ez a kísérletezés ma is tart, sőt tovább folytatódik.
Őseinknek hosszú időn át nem volt fogalmuk az elméleti fizikáról és a vegytanról, de megvolt a magukhoz való eszük, hogy a megfigyelt fizikai változásokat és kémiai reakciókat a saját javukra fordítsák, és olyan anyagokhoz jussanak, amelyekre épp szükségük volt mindennapi tevékenységeikhez. A cement, az agyag és a porcelán pontosan ilyen anyagok. Ennek a fejlesztő folyamatnak a java pedig csak most jön.
Cement és beton
A cement – és a tőle elválaszthatatlan beton – idővonala régre nyúlik vissza: már az ókori Egyiptomban megjelent a vegyi folyamatokat használó építési kötőanyag. A rómaiak is használták a betont, amelybe vulkánok közelében bányászható adalékot tettek. A természetes hidraulikus anyagot, a tufát, illetve annak őrleményét, a trasztot keverték össze mésszel, majd felhevítés után ezt adták a tömeget jelentő kőzúzalékhoz, amit végül tengervízzel locsoltak meg. Ebből az anyagból volt lehetséges a vasbeton feltalálása előtt olyan kupolát építeni a római Pantheon befedésére, amelynek ma is a csodájára járunk.
A római cementnél hosszú évszázadokon keresztül nem sikerült jobbat alkotni, mígnem 1824-ben egy leedsi kőműves, Joseph Aspdin feltalálta a modern portlandcementet. Előállítása során a mészkövet kevés agyaggal keverik, majd 1450 Celsius-fokra hevítik, az így létrejövő klinkert kevés gipsz hozzáadásával megőrlik, és kész is a portlandcement. Ami pedig vízzel és kaviccsal keverve adja a nagy nyomószilárdságú betont. Ha ennek a belsejében egy húzásnak, csavarásnak ellenálló acélszerkezet van, máris kész az univerzális, olcsón és szinte bárhol előállítható szerkezeti anyag, a vasbeton – napjaink legelterjedtebb építőanyaga.
Nálunk a legismertebb betonépítmények a panelházak: közel félmillió lakás az előre gyártott betonelemekből összeállított épületekben található Magyarországon. És büszkék vagyunk a magyar találmányra, a Litraconra is, amely üvegszálakat tartalmaz, így átjut rajta a fény. Ennek komoly szerepe lehet a belsőépítészetben, ahogy az újabb fajta – például polimerekkel – adalékolt betonféleségeknek, nemesbetonoknak is, amelyek színezhetők, csiszolhatók, polírozhatók, gravírozhatók, és padló, konyhapult, szaniter vagy beépített bútor készülhet belőlük.
Az építőanyag új fajtái messze túlmutatnak a korábbi lehetőségeken. A reaktív porbeton (RPC) elkészítéséhez például nem kell se kavics, se kőzúzalék, mert maga a por erősebb anyagot képez kötés után, mint a természetes kő. Mivel nagyon ellenálló minden külső hatásnak, a betonépületek teljes életciklusköltségei mérsékelhetők. A másik az öngyógyító beton, amelybe baktériumokat vagy kristályosító anyagot kevernek, és amikor megjelennek a repedések, a beton aktiválódó adalékai kémiai folyamatok révén eltömik azokat.
Agyag
Az agyag – víztartalmú aluminiumszilikát, amely a földpát vagy a földpátot tartalmazó kőzetek mállásakor keletkezik – az emberiség életében kitüntetett szerepű ásvány. Már a Biblia is arról ír, hogy Isten agyagból formázta meg Ádámot, az első embert, és az orrlyukába lehelve adott neki életet. De az agyag régóta használatos építőanyag is, emellett tároló-, főző- és étkezési edények, feljegyzési táblák, szobrok és ékszerek alapanyaga, sőt kencék, orvosságok és festékek bázisa.
Újabban azonban másra is használjuk az agyagot. Nagy vízfelvevő képességű változatát, a betonitot mélyfúró berendezések kenőanyagaként, úgynevezett fúróiszapként alkalmazzák. A kozmetikai iparban az aknés bőrt gyógyító pakolások készülnek belőle, miképp ezzel teszik csúszóssá a tabletták felületét is. Vizet át nem eresztő fajtáival bélelik a mesterséges tavakat, és teszik hatásosabbá az árvízi töltések falát, továbbá fontos szerepet játszik adalékanyagként a papírgyártásban is.
A leglátványosabb eredményt azonban az autóiparban mutatja, ahol az új modellek tökéletes formáját a teljes méretű agyagmodellek megalkotásával tudják elérni a szakemberek. Hiába nyomultak be ugyanis a tervezők világába a komputerek, kiderült, hogy az emberi kéz érintése nélkül nem képesek hatékonyan megjelenni a tervezői stílusok. Tehát megmaradtak az agyagmodelleknél, és ezeket digitalizálják a további munkákhoz.
Ma már vannak mesterséges agyagok is, néha meglepő tulajdonságokkal. A philadelphiai Drexel Egyetem kutatói egy kísérlet melléktermékeként találtak rá az MXene nevű anyagra, amely a fémekkel összevethető módon vezeti az elektromosságot. A közönséges titánkarbidból fluorid só és sósav segítségével előállítható szuperanyag elvezethet a költséges és bonyolult lítium-ionos technológia leváltásához. Az új anyag elektromechanikus teljesítménye igen nagy, ezért akkumulátorokban, mobiltelefonokban vagy autóindítókban is használhatják.
Porcelán
A porcelán a legnemesebb kerámia, amelyből a birtoklási vágyat fellobbantó finom tárgyak készíthetők. Ezek nélkül ez az anyag talán sosem érte volna el jelenlegi széles körű elterjedtségét, és sokrétű – az eredeti funkcióitól gyakran távoli – felhasználását. A porcelán Kína Honan tartományában vált ismertté a Tang-dinasztia idején (i. sz. 618–907), de csak a XIV. századtól terjedt el igazán a birodalom felső osztályainak körében. Az első kínai porcelántárgyak a keresztes háborúk idején jutottak el Európába, ahol olyan népszerűek lettek, hogy megkezdődött a hajsza a porcelángyártás receptjéért. De a kínai technológia reprodukciója a XVIII. századig sikertelen volt.
A hivatásos fordító Francois Xavier d'Entrecolles jezsuita szerzetest 1698-ban küldték Kínába, kilenc másik misszionáriussal – az ige terjesztése mellett azzal a külön feladattal, hogy megismerjék a porcelánkészítés titkát. Bár d'Entrecolles leírásai hasznos információkkal szolgáltak, a porcelángyártás európai útját alapvetően már nem változtatták meg, mert az időközben saját technológiájukat megtaláló német, francia és brit üzemek részben már a tömegtermelést vették célba. Sőt arra is rájöttek, hogy a porcelán nemcsak drága dísztárgyak, játékok és finom étkészletek céljára szolgálhat, hanem kiterjedtebb ipari alkalmazásai is lehetnek. Utóbbiak közül a szigetelő és laboratóriumi eszközök, a szaniterek, a csempék, illetve a porcelánbevonatok (zománcos lábosok, fürdőkádak, élénk színekben pompázó hirdetőtáblák, cégfeliratok), fogászati alapanyagok hatalmas karriert arattak.
A porcelán jövőjét nem elsősorban az új felhasználási területek határozzák meg, hanem a gyártásához használt technológia változása, fejlődése: a 3D-s nyomtatás, a szupervékony csempék gyártása, az újfajta adalékok megjelenése, amelyek jelentősen lerövidítik a gyártás időszükségletét stb. A különféle tulajdonságú porcelánok elkészítésével folytatott, évszázadok óta tartó kísérletek megalapozták azoknak a kerámiáknak és a hozzájuk vezető technológiáknak a kidolgozását is, amelyek jelentős befolyást gyakorolhatnak a jövőre.
Meixner Zoltán cikke teljes terjedelmében elolvasható a HVG Extra Business 2017/3-as számában.
A legutóbbi lapszám középpontjában a tudásmegosztás és a mentorálás témája áll. Interjúkkal, portrécikkekkel, szakértői anyagokkal próbáljuk bemutatni az életen át tartó tanulás egyik módját, amely megkülönböztethető képességeket kölcsönözhet nekünk.
Keresse a magazint az újságárusoknál, vagy rendelje meg! Ha pedig érdeklik a gazdasági, üzleti témák, lájkolja a HVG Extra Business Facebook-oldalát!
