Жидкий кремний что это

Жидкий кремний: новая перспектива микроэлектроники

Новая форма кремния была разработана Epson совместно с японской компанией JSR Corporation, занимающейся исследованиями в области химии. Некоторые моменты новой технологии CNews освещал ранее, однако теперь появилась возможность рассказать об этом более подробно.

Несмотря на то, что кремний является одним из наиболее распространенных на Земле химических элементов, из которого на одну треть состоит земная кора, использование кремния в микроэлектронике сопряжено с рядом трудностей, ведущих к удорожению конечного продукта. Сверхчистый кремний дорог, к тому же значительная его часть теряется на различных стадиях производства микросхем. Однако альтернативу существующим технологиям пока что найти не удалось.

В то время как многие специалисты сконцентрировались на поиске и создании материалов, способных заменить кремний, ученые из Epson решили подойти к этой проблеме с другой стороны. Вместо поиска заменителя кремнию Тацуа Шимода (Tatsuya Shimoda) из научно-исследовательского подразделения компании предложил создать новую форму кремния, используя для этого процесс химического растворения, переводящий твердое вещество в раствор.

Было выдвинуто предположение, что в жидкой форме кремний можно использовать наподобие чернил. Данный метод должен был позволить значительно снизить расход вещества и использовать лишь его необходимое количество при производстве транзисторов.

Большинство ученых посчитали данную идею бессмысленной, полагая, что создание раствора загрязнит кремний и сделает его непригодным к использованию. Более того, даже в случае успешного исхода возникают дополнительные трудности в реализации процесса изготовления транзисторов.

Однако специалисты в области химии из компании JSR поддержали идею Epson. Проведя ряд экспериментов, совместная группа остановилась на комбинированной форме кремния и водорода, известной как циклопентазилин (cyclopentasilane), состоящей из пяти атомов кремния и 10 атомов водорода. Однако первые попытки использовать циклопентазин для создания кремниевого слоя оказались неудачными.

Тем не менее, после экспериментов с облучением ученым удалось создать раствор, который при дальнейшей обработке и нагревании можно преобразовать в чистую аморфную кремниевую пленку.

Сам по себе аморфный кремний не может служить основой для полноценной замены микросхемам на кристаллическом кремнии – по своим полупроводниковым характеристикам он занимает промежуточное положение между органическими материалами с низкими характеристиками и высококачественным кристаллическим кремнием. Однако японским ученым удалось существенно улучшить его качество.

Эксперименты по очистке нового материала с помощью лазерного излучения позволили получить жидкий материал со свойствами кристаллического кремния, который являлся первичным продуктом для производства кремниевой пленки высокого качества с использованием процесса химического синтеза.

Наряду с относительно невысокой стоимостью производства жидкого кремния, вещество пригодно для нанесения посредством печатной технологии, которая получила название «micro-liquid process». Прямое нанесение вещества с помощью струй не требует использования литографии или других дорогостоящих процессов формирования транзисторов, применяемых в традиционном производстве. Сокращается количество технологических операций и сокращается их общая продолжительность, исчезает необходимость в дополнительном оборудовании. Сокращается производственная площадь.

«Совмещение технологии micro-liquid process и пьезоэлектрической технологии печати Epson позволит в будущем создавать очень компактные многослойные чипы и действительно большие экраны, лишенные недостатков присущих современным технологиям производства. При относительно больших размерах тонкопленочных транзисторов, используемых для управления пикселями в ЖК-экранах, компания Epson намерена использовать подобные экраны в качестве первой практической демонстрации продукта, который можно будет производить по технологии micro-liquid process».

«Другими возможными областями использования данной технологии могут стать производство OLED-экранов и солнечных элементов. Кроме того, уже сегодня один из видов нового процесса используется при производстве ЖК-панелей для проекторов. Все новинки, созданные по технологии micro-liquid process, будут дешевле в производстве благодаря более эффективному использованию материалов, а заводы по их производству, в перспективе, могут уменьшиться до размеров рабочего стола».

Высокая пространственная точность печати с использованием струйных технологий привела к появлению 3D-принтеров, способных «распечатывать» детали для бомбардировщиков, живые ткани и даже самих себя, создавая собственные копии – новые принтеры. Однако до последнего времени возможности создания новых устройств методами струйной печати ограничивались невозможностью создания таким образом полноценных электронных схем с кремниевыми полупроводниками.

Технология, разработанная специалистами Epson, вероятно, позволит преодолеть и этот барьер, открыв перед микроэлектроникой новые перспективы.

Источник

Продукты питания богатые кремнием

Кремний – эссенциальный минерал, структурный компонент костной и соединительной тканей.

Микроэлемент играет важную роль в поддержании гибкости опорно-двигательного аппарата, повышает эластичность сосудов, улучшает функциональное состояние кожи, волос, ногтей, нормализует липидный метаболизм, ускоряет передачу нервных импульсов.

По содержанию соединения в человеческом организме, кремний занимает вторую позицию после кислорода, составляя 0,01 % от массы тела.

Минерал накапливается преимущественно в щитовидной железе (310 миллиграмм), надпочечниках (250 миллиграмм), гипофизе (81,4 миллиграмм), лёгких (40-80 миллиграмм), мышцах (2-8 миллиграмм), крови и лимфе (0,1-0,9 миллиграмм).

Биологическая роль

Главная функция кремния состоит в поддержании гибкости соединительной и эпителиальной тканей суставов, сосудов, сухожилий, хрящей и слизистых оболочек.

Полезные свойства минерала:

Помимо этого, кремний поддерживает правильный баланс кальция и фосфора в организме, препятствуя развитию остеопороза.

Суточная норма

Физиологическая потребность в кремнии составляет 20-30 миллиграмм в день.

Максимальная безопасная доза минерала, согласно исследованиям Научного комитета по продуктам питания Европейского союза(Scientific Commitee on Food), для взрослого человека составляет 100 миллиграмм в день.

Дополнительный приём «кремневой» пищи показан при:

Интересно, что через вдыхаемый воздух человек получает 15 – 20 миллиграмм кремния в день и только 3-5 миллиграмм совместно с едой. Причём в регионах с «плохой» экологией концентрация вещества в атмосфере в 2 – 3 раза уменьшается.

Недостаток и передозировка

Учитывая распространённость кремния в природе, его дефицит в организме – редкое явление, которое развивается в случае, если количество потребляемого элемента составляет менее 5 миллиграмм в день.

Причины появления недостаточности:

Помимо этого, дефицит кремния возникает из-за присутствия в организме патогенных бактерий и вирусов, грибков или паразитов.

Признаки кремневой недостаточности:

Продолжительный дефицит кремния ведёт к снижению иммунитета и развитию затяжных гнойных заболеваний (гайморита, абсцесса, тонзиллита, отита), при этом свищи и раны длительное время не заживают. Если не нормализовать уровень минерала в организме, происходит дальнейшее снижение концентрации элемента, которое является предвестником появления тяжёлых патологий: сахарного диабета, гипертонии, атеросклероза, узлового зоба, дисбактериоза, остеопороза, гепатита, туберкулёза, камнеобразования в почках и мочевом пузыре.

Для устранения дефицита кремния рекомендуется дневное меню насытить продуктами, богатыми полезным элементом, при необходимости в течение месяца принимать витаминно-минеральный комплекс, в состав которого он входит.

Составляя ежедневное меню, помните, систематический прием более 500 миллиграмм вещества в сутки на протяжении 3-6 месяцев, грозит развитием симптомов передозировки. Данная проблема, в 90 % случаев, возникает в регионах с избыточной концентрацией минерала в воздухе. В группу риска входят люди, у которых нарушена регуляция обмена кремния в организме, и рабочие добывающей промышленности, контактирующие со стеклом, аэрозолями, цементом, асбестом, кварцем. Систематическое вдыхание пыли с высоким содержанием высококонцентрированной двуокиси кремния, ведёт к заболеванию органов дыхания, чаще всего – к силикозу.

Симптомы избытка силициума в организме:

Если излишек кремния на ранних стадиях не купировать, появляется предрасположенность к заболеванию туберкулёзом, бронхитом, фиброзом или эмфиземой легких.

Другие последствия передозировки минерала в организме:

При обнаружении симптомов передозировки, из рациона человека исключают все продукты, пищевые добавки и медицинские препараты, в состав которых входит микроэлемент, затем производят симптоматическое лечение.

Природные источники

В организм человека кремний поставляется совместно с пищей, воздухом и водой. Учитывая, что с едой поступает всего лишь 3-5 миллиграмм элемента, а выводится 9-10 миллиграмм (с мочой), во избежание развития дефицита, данный дисбаланс важно грамотно компенсировать.

Кремний содержится в продуктах растительного и животного происхождения. Однако лучшим источником данного соединения является пища, содержащая клетчатку.

Таблица № 1 «Пищевые источники кремния»

Наименование продукта	Содержание кремния на 100 грамм продукта, миллиграмм
Рис нешлифованный	1240
Зёрна овса	1000
Просо	760
Ячмень	620
Семя кунжута	200
Соевые бобы	170
Гречка	120
Земляника	100
Ананас	94
Нут, фасоль	92
Репа	90
Горох	82
Дыня	81
Чечевица, арахис	80
Свёкла, брокколи	78
Банан	75
Капуста кольраби	70
Авокадо	65
Кукуруза	60
Орех грецкий	58
Капуста белокочанная	55
Огурцы	53
Миндаль, фундук, фисташки	50
Картофель	50
Инжир (свежий)	48
Вишня	46
Малина	40
Редька	40
Редис, тыква	30
Морковь	25
Черника	20
Виноград	13
Персик	10
Помидоры	10
Груша, апельсин, абрикос	6

Хорошо восполняют запасы кремния в организме отвары из хвоща полевого, можжевельника, горца птичьего, крапивы, мать-и-мачехи, медуницы лекарственной, пижмы, полыни, собачника, ромашки полевой, тимьяна, листьев одуванчика. Помимо этого, минерал содержится в голубой пищевой глине, которая на треть состоит из биологически активного микроэлемента.

Помните, кремний легко разрушается в процессе кулинарной обработки еды. Поэтому в консервированной, рафинированной и отшлифованной пище минерал практически не содержится: при промышленной обработке злаковых культур теряется 40-50 % элемента, после очистки овощей, фруктов от кожуры до 90 %. Помимо этого, полезные свойства соединения снижаются втрое при совместном потреблении «кремневой» пищи и быстрых углеводов (белого сахара, кондитерских изделий, сладких газированных напитков). Последние, в свою очередь, препятствуют полноценному усвоению микроэлемента.

Вывод

Кремний – важнейший структурообразующий фактор соединительной и эпителиальной тканей (коллагена, эластина, мукополисахаридов), поддерживающий гибкость опорно-двигательного аппарата.

В присутствии данного элемента происходит образование белковых структур, ферментов, гормонов и аминокислот.

Ввиду распространённости элемента в природе, дефицит кремния – редкое явление, возникающее, в основном, при патологиях пищеварительного тракта, неполноценном питании, глистных инвазиях, плохой экологии и не соблюдении питьевого режима. В случае продолжительной нехватки элемента снижается эластичность стенок сосудов, что ведёт к уменьшению сократительной способности капилляров и нарушению липидного обмена в организме.

Для профилактики данного состояния, дневной рацион питания обогащают продуктами, содержащими кремний. К ним относят: нешлифованные крупы (рис, овес), семечки, орехи, бобовые, овощи, зелень, фрукты и ягоды. Кроме того, насытить организм микроэлементом можно при помощи питьевой воды, настоянной на кремнии.

Однако, помните, много – не всегда хорошо! Передозировка кремния в организме нарушает фосфорно–кальциевый обмен, способствует развитию мочекаменной болезни и поражения легких.

Больше свежей и актуальной информации о здоровье на нашем канале в Telegram. Подписывайтесь: https://t.me/foodandhealthru

Источник

10 ошибок, которые совершают люди при приеме витаминов, микроэлементов и БАДов

Как принимать витамин Д, Омегу-3 и железо, чтобы извлечь из них пользу, а не вред? Почему стоит внимательно изучать состав спортивных БАДов? Что еще кроме гиалуроновой кислоты и коллагена полезно для нашей кожи? Врач высшей категории, эндокринолог Либеранская Наталья Сергеевна делится полезными рекомендациями, которые помогут справиться с сезонным авитаминозом и сохранить здоровье.

Ошибка №1. Не контролировать уровень витамина Д

Витамин Д положительно влияет на инсулинорезистентность и обмен веществ, способность организма противостоять ОРВИ и окислительному стрессу, снижает риск развития онкологических заболеваний и отклонений в развитии плода во время беременности. Более того, «солнечный» витамин Д помогает не хандрить и снижает болевые ощущения во время родов.

В регионах с низким уровнем инсоляции (к ним относится Санкт-Петербург) дефицит витамина Д крайне распространен. Однако принимать его в профилактических целях не стоит, поскольку витамин Д – это все-таки стероидный гормон. Только после специального лабораторного анализа крови на Д-гормон можно узнать его уровень в организме, после чего корректировать дефицит.

Ошибка №2. Принимать кальций без нормализации витамина Д и магния

Кальций — важный минерал, который поддерживает хорошее состояние костей и зубов, отвечает за свертываемость крови и рост, поддерживает тонус мышц и нервной системы. Достаточное поступление кальция необходимо для профилактики и лечения остеопороза, а также артериальной гипертензии.

Но кальций не усваивается, если в организме есть дефицит витамина Д и магния. Принимать кальций в этом случае просто бессмысленно.

Ошибка №3. Не знать, какой витамин Д принимать

Холекальциферол — неактивная форма витамина Д, именно она нужна для коррекции его дефицита, чтобы все системы организма работали исправно, и вы чувствовали себя хорошо. Препарат холекальциферола безопасен — вероятность передозировки мала. Но есть другая, активная форма витамина Д — кальцитриол. Его можно принимать только под контролем врача и по медицинским показаниям.

Ошибка №4. Принимать витамин D — не всегда значит нормализовать его уровень

Витамин D плохо усваивается в следующих ситуациях:

Ошибка №5. Игнорировать Омега-3

Для чего принимают Омега-3 полиненасыщенную кислоту? Она сохраняет остроту зрения, красоту и защищает эндотелий сосудов от повреждений. головной мозг на 30% состоит именно из Омега-3 жирных кислот. Вещество не синтезируется в организме самостоятельно. К сожалению, даже приверженцы Средиземноморской диеты не всегда получают достаточное количество Омега-3. Жирная кислота содержится в жирной рыбе, льняном, облепиховом и горчичном маслах.

Взрослым ежедневно следует принимать 2 г Омега-3 — и даже больше.
Точная дозировка может быть подобрана после анализа, который называется Омега-3 индекс.

Преимущество Омега-3 в капсулах перед той же красной рыбой заключается в хорошей очистке жирных кислот от вредных примесей, которые мы можем получать вместе с рыбой, пойманной в водоеме.

Ошибка №6. Не различать Омега-3 и Омега-6

Омега-3 и Омега-6 относятся к полезным и важным для организма ненасыщенным жирным кислотам. Однако принимать Омега-6 дополнительно нет необходимости — этот компонент мы в достаточном количестве получаем из пищи из растительных масел, мяса птицы, овсянки и др. Избыток Омега-6 может сыграть на руку воспалительным процессам в организме.

Ошибка №7. Игнорировать железо (ферритин)

Дефицит железа приводит к анемии, быстрой утомляемости, мышечной слабости, сухости кожи, выпадению волос. Женщины находятся в группе риска по потере железа из-за менструации, не получают нужное количество этого микроэлемента и вегетарианцы.

Ошибка №8. Принимать железо вслепую

В плане усвоения железо — особенно капризный микроэлемент. Принимать его следует особенно осторожно. Дело даже не в том, что препарат в каплях окрашивает зубную эмаль. Избыток железа откладывается во внутренних органах (печень, поджелудочная, щитовидная железа), приводя к серьезным нарушениям: гемохроматозу, циррозу, гепатиту, меланодермии (пыльно-бронзовый цвет кожи).

Железо плохо усваивается с молочными продуктами и кофе.

Напротив, витамин С, В12, фолиевая кислота способствуют благоприятному усвоению железа.

Если железо усваивается плохо, врач назначает специальные комплексы.

Ошибка №9. Спортивные БАДы — доверять и не проверять

Некоторые спортсмены для ускорения роста мышц и «сушки» принимают протеины. Одним из самых популярных сегодня является казеин, который изготавливается из обыкновенного коровьего молока. Протеин казеин — дешевый в производстве, однако подходит он далеко не всем. Чем вреден казеин? Попадая в организм, он превращается в казоморфин, который вызывает привыкание, может провоцировать воспаления слизистой кишечника, аутоиммунные заболевания, отечность и заторможенность.

Протеин казеин не следует принимать тем, у кого есть проблемы с ЖКТ, а также индивидуальная непереносимость лактозы и казеина.

Ошибка №10. Для кожи полезны не только коллаген и гиалуроновая кислота

После 35-40 лет кожа стареет. У многих женщин наблюдается недостаток пептидов коллагена и гиалуроновой кислоты: в этом случае на помощь приходит инъекционная косметология и капсулы — в качестве вспомогательного метода борьбы с признаками возрастных изменений.

Однако для кожи полезны и другие компоненты:

Консультация эндокринолога — вектор вашего внутреннего баланса!

Либеранская Наталья Сергеевна — эндокринолог, врач высшей категории с опытом работы более 10 лет. Наталья Сергеевна принимает пациентов с самыми разными проблемами и вопросами в рамках своей специализации — избыточный вес, сахарный диабет, проблемы с щитовидной железой, повышенная утомляемость и сонливость, беременность, менопауза, нарушение обмена веществ и работы эндокринных желез.

Наталья Сергеевна — автор популярного блога @doctor_liberanskaya, в котором регулярно дает подписчикам советы по поддержанию здоровья и терапии. Все рекомендации основаны на принципах научно-доказательной медицины и собственного профессионального опыта.

С 2017 года доктор Либеранская Наталья Сергеевна принимает пациентов в клинике Пирогова — вы тоже можете пройти консультацию эндокринолога высшей категории.

Пройти обследование быстро, без очередей и в удобное для вас время можно и в нашей клинике. Благодаря новейшему диагностическому оборудованию и команде квалифицированных специалистов лаборатории клиники Пирогова, вы можете быть уверены в объективных и достоверных результатах.

Источник

Кремний

Кремниевая (силиконовая) долина

Регион в штате Калифорния (США), отличающийся большой плотностью высоко технологичных компаний, связанных с производством компьютеров и микропроцессоров.

Кремний является природным полупроводником, используется как основной материал для производства микросхем. Кремний ближе, чем вы думаете: внутри гаджета, которым вы пользуетесь 😉

Основное и возбужденное состояние кремния

При возбуждении атома кремния электроны на s-подуровне распариваются и один из них переходит на p-подуровень.

Природные соединения

Получение

В промышленности кремний получают путем восстановления кремнезема в электрических печах, алюминотермией.

В лабораторных условиях мелкий белый песок прокаливают с магнием:

SiO₂ + Mg → (t) MgO + Si

Химические свойства

При обычных условиях без нагревания кремний реагирует только со фтором.

Si + O₂ → (t = 1200 °C) SiO

В подобных реакциях кремния проявляет свои окислительные способности.

Ca + Si → Ca₂Si (силицид кальция)

С целью травления (удаления поверхностного слоя материала) кремниевые изделия можно погружать в раствор щелочи.

Оксид кремния IV имеет атомное строение, обладает высокой прочностью и твердостью. Плавится при температуре +1730 °C градусов.

В промышленности оксид кремния IV получают нагреванием кремния в атмосфере кислорода.

В лабораторных условиях проводят реакция силиката натрия с уксусной кислотой. Кремниевая кислота сразу же распадается на SiO₂, который выпадает в осадок, и воду.

Химически SiO₂ устойчив к действию кислот, однако вступает в реакцию с газообразным фтороводородом (газом) и плавиковой кислотой (жидкостью).

Так как чаще всего кислотные оксиды с солями не реагируют, тем более необычной кажется реакция оксида кремния IV с карбонатами.

Кремниевая кислота

Кремниевая кислота слабая, нестойкая, легко распадается на воду и оксид кремния IV.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Источник

Жидкий кремний что это

В последнее время особый интерес представляют наноматериалы из наноструктурированных частиц диоксида кремния (SiO2-нч) в виде аморфной (кремнезем) и кристаллической (кварц) модификации [2, 4-9]. Форма частиц близка к сферической, а размер с учетом условий получения варьирует от 5 до 80 нм. При попадании в организм SiO2-нч они биодеградируют в почках до орто-кремниевой кислоты и выводятся с мочой [9]. Поэтому SiO2-нч рассматриваются как перспективный, биосовместимый и биодеградируемый материал способный проникать в внутрь клетки, для разработки на его основе лекарственных препаратов и диагностических средств [2].

С другой стороны, достижения в клеточных технологиях позволили в последнее время получать в достаточном количестве аутологичные мультипотентные мезенхимальные стволовые клетки (ММСК). ММСК обладают противовоспалительной активностью, способны стимулировать процессы неоангиогенеза в зоне ишемии органов и тканей, способны к цитодифференцировке в адипогенном, остеогенном, хондрогенном и миогенном направлениях, а функциональная активность ММСК регулируется различными факторами внешней и внутренней среды [3].

В тоже время, нет единого мнения о токсичности SiO2-нч, в частности при концентрациях свыше 190 мкг/мл отмечен токсический эффект на эпителиальную клеточную линию человека, а при внутрибрюшинном введении SiO2-нч в дозе 50 мкг/кг мышам отмечается активация перитонеальных макрофагов [7].

С учетом вышеизложенного, целью исследования стало изучение влияния прекондиционирования с SiO2-нч на морфофункциональные свойства костномозговых ММСК крыс Wistar.

Материалы и методы исследования

Коллоидный диоксид кремния (энтеросорбент «Полисорб», Россия) подвергали механической обработке в шаровой мельнице (энергонапряженность 1g) для получения большего количества мелкодисперсных (менее 5 мкм) SiO2-нч. Эксперименты на 5 крысах-самках линии Wistar с массой 300-350 г. проведены в соответствии с соблюдением принципов Хельсинской декларации BMA (2000). Ядросодержащие клетки костного мозга получали при помощи перфузии бедренных костей лабораторных животных и использовали для выделения ММСК. Для этого ядросодержащие клетки костного мозга ресуспендировали в среде DMEM (Биолот, СПб) и пропускали через фильтр (размер пор 80 мкм) для удаления клеточного дебриса, подсчитывали количество жизнеспособных клеток. Далее ядросодержащие клетки костного мозга инкубировали в пластиковых флаконах (TPP, Швейцария) в среде DMEM (Биолот, СПб), дополненной 100 мкг/мл гентамицина сульфата (Дальхимфарм, Хабаровск), 2 мM L-глютамина (ICN, США) и 15 % FCS при 37°С в атмосфере 5 % СО2. Через 48 часов неприкрепленные к пластику клетки удаляли, а прилипающую фракцию клеток культивировали до получения конфлюэнтного слоя. Снятие ММСК при пассировании осуществляли с использованием 0,25 % раствора трипсина/0,02 % раствора ЭДТА (ICN, США). Адгезию ММСК к пластику при кондиционировании с различными дозами SiO2-нч (2, 20 и 200 мкг/мл) оценивали под инвертированным микроскопом Olympus (Япония). На проточном цитофлуориметре FACS Canto II (BD, США) изучали влияние кондиционирования ММСК с SiO2-нч на клеточный цикл. Пролиферативный потенциал ММСК изучали по включению по включению 3-(4,5-диметилтиазол-2-ил)-2,5-дифенил-2Н-тетразолиум бромида – МТТ (Sigma, США) при длине волны 492 нм на спектрофотометре (Stat Fax 2100, США) через 48 часов при со-культивировании с различными дозами SiO2-нч и выражали в условных единицах оптической плотности. Индекс влияния SiO2-нч высчитывали по формуле: ИВ= (1 – опыт/контроль) х 100 %. Уровень продукции стойких метаболитов оксида азота (mNO) ММСК при кондиционировании с различными дозами SiO2-нч оценивали с помощью реактива Грейсса. Статистическую обработку данных проводили с использованием программы Statistica 6.0, меры центральной тенденции и рассеяния описаны медианой (Ме), нижним (Lq) и верхним (Hq) квартилями; достоверность различия рассчитывалась по U-критерию Манна-Уитни, и принималась при значениях p 2N

Источник