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Os usos mais inovadores do silício

Os usos mais inovadores do silício


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[Fonte da imagem: Editado / Wikipedia]

O silício é indiscutivelmente um, senão, o elemento mais importante para a evolução das humanidades ao longo da história moderna e da revolução industrial. O elemento foi descoberto em 1824 pelo químico sueco Jöns Jacob Berzelius depois que ele aqueceu chips de potássio dentro de um recipiente e, em seguida, lavou o resíduo e subprodutos. Preso no interior do recipiente permaneceu silício quase puro.

O silício agora é produzido por aquecimento de areia com carbono a temperaturas próximas 2200 ° C. É o sétimo elemento mais abundante no universo, e um dos elementos mais versáteis constantemente usados ​​e implementados em produtos por humanos.

Fornos

Logo após a idade do gelo, uma nova era da humanidade começou. Por aí 8.000 AC Pessoas do Oriente Médio já começaram a cultivar. Com o influxo de materiais e alimentos, novas formas tiveram que ser desenvolvidas para armazená-los por longos períodos de tempo. Embora o fogo tenha sido usado por muitos anos antes, era amplamente irrestrito e bastante perigoso. Com a necessidade de maior controle sobre o fogo, foram desenvolvidos fornos de barro. Clay, com uma grande composição de Caulinita (Al2Si2O5 (OH) 4) provou ser incrivelmente resistente ao calor, mas capaz de ser facilmente moldado quando molhado. Embora mantivessem uma funcionalidade simplista, os fornos provaram ser um recurso inesgotável. Os fornos permitiram que as primeiras gerações preservassem os alimentos e endurecessem os tijolos, permitindo que as populações crescessem à medida que casas mais estruturalmente sólidas pudessem ser produzidas em tempo hábil e durariam por gerações. O grande fluxo de alimentos e materiais de construção se tornaria um componente integral da prosperidade e sobrevivência das gerações futuras.

Vidro

Embora possa não ser óbvio, o vidro desempenhou um grande papel no florescimento da humanidade, as primeiras gerações dependiam muito do vidro que ocorre naturalmente, da obsidiana, para criar facas, pontas de flechas e até mesmo dinheiro. No entanto, as primeiras produções de vidro podem ser rastreadas até a Síria, em 5000BC.Com uma quantidade obviamente grande de silicone residindo dentro e na crosta terrestre, era apenas uma questão de tempo até que alguém testemunhasse a rocha derreter e endurecer em vidro. Embora, no início da fabricação de vidro, tenha sido extremamente difícil trabalhar com vidro.

Os fornos de fusão de vidro eram bastante pequenos, mal com calor suficiente para derreter o vidro. No entanto, após a invenção síria do tubo de sopro, a produção de vidro se tornou mais fácil, rápida e econômica. O Império Romano adotou amplamente a fabricação de vidro e a implementou em todos os países sob seu controle. Os artesãos do vidro descobriram novas maneiras de tornar o vidro mais forte, mais claro e mais resistente a fraturas.

Hoje, o vidro é implementado em praticamente todos os edifícios. Hoje, o vidro pode ser feito quase tão forte quanto o aço, resistente o suficiente para resistir a várias balas e usado para gerar eletricidade. Embora alguns materiais transparentes tenham sido desenvolvidos de plásticos e até mesmo de madeira, o vidro continua sendo o mais versátil, deixando-o como a escolha certa.

Transistores e uso eletrônico

Seria impossível discutir as inovações do silício sem mencionar suas implementações mais notáveis ​​dentro do mundo eletrônico, até mesmo ganhando um nome dentro dos Estados Unidos - Vale do Silício. Especificamente relacionado aos transistores, o silício levou ao desenvolvimento das maiores conquistas do homem - computadores duráveis ​​e poderosos.

O silício não é um metal nem um não metal. Pertence à mesma família do carbono - o metalóide. O silício demonstra propriedades de metais e não metais, capazes de transmitir uma corrente com base no fato de estar ou não carregado. Assim, uma posição 'ligada' ou 'desligada' pode ser obtida, habilitando a função binária.

Embora os primeiros transistores tenham sido feitos de germânio, suas restrições nas temperaturas de operação e problemas de vazamento de corrente enquanto estavam no estado "desligado" prejudicaram severamente seus potenciais de operação. Apesar de o silício ser mais difícil de trabalhar, o silício de alta pureza "grau de semicondutor" permite que os dispositivos funcionem de -55 a 125 ° C - uma melhoria significativa no potencial computacional. Em 1954, o químico Morris Tanenbaum da Bell Labs desenvolveu o primeiro transistor de silício funcional, mudando para sempre o mundo dos computadores.

Células solares

O silício se tornou um importante ponto focal para cientistas e engenheiros. No início de 1954, o engenheiro Daryl Chapin e o físico Gerald Pearson trabalharam em um método específico no qual uma camada de átomos de boro era difundida em placas de silício do tipo n que, por sua vez, criavam grandes áreas de junções p-n residindo um pouco abaixo da superfície. A iluminação de uma fonte de luz nas junções gerou uma forte corrente elétrica com base no efeito fotovoltaico descoberto por Ohl em 1940, (1940 Milestone). O aparelho foi capaz de sustentar uma eficiência próxima 6 por cento. O novo dispositivo foi apelidado de "bateria solar". Antes da década de 1950, as células solares já eram utilizadas em larga escala, fornecendo energia para sistemas de telefonia rural e satélites espaciais.

Hoje, o silício é implementado em praticamente todos os projetos. A versatilidade do silício permite que ele resista ao calor enquanto retém as propriedades metalóides que permitiram a fabricação de transistores. Agora, o silício se tornou um componente integral na eletrônica, embora ainda seja fortemente implementado em produtos de construção. O silício é o material mais versátil do mundo, é um dos elementos mais importantes da Terra. Com ele, muitas, senão a maioria das inovações do mundo foram criadas em grande parte devido à descoberta do silício.

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Escrito por Maverick Baker


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