קווי סיבים אופטיים ותקשורת. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

קווי סיבים אופטיים ותקשורת. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / טלפוניה

בהקשר זה, תשתית התקשורת שדרכה מועברים נתונים מתפתחת במהירות. כדי לאשר את המילים הללו, ניתן לצטט את הנתונים הבאים: במהלך התקופה שבין 1993 ל-1998 גדל מספר העמודים באינטרנט מ-50 ל-50 מיליון. בשלוש שנים, מ-1998 עד 2001, גדל מספר המשתמשים המחוברים לאינטרנט מ-143 ל-700 מיליון אנשים. צמיחת פארק המחשבים והעלייה בכוחם של מעבדי מחשבים אישיים יצרו ביקוש לנפחים גדולים של העברת נתונים הן דרך האינטרנט והן באמצעות קווי תקשורת מסורתיים: וידאופון, טלפון, שירותי פקס. מערך השבבים המיוצר על ידי MAXIM עבור המקלט/משדר, התומך בדרישות הנ”ל, מאפשר המרות אופטיות/חשמליות במערכות שידור אופטיות SDH/SONET. SDH הוא תקן אירופאי למדיה סיבים אופטיים להעברת נתונים במהירות גבוהה. SONET הוא תקן המגדיר מהירויות, אותות וממשקים לשידור נתונים סינכרוני במהירויות הגבוהות מגיגה-ביט אחד/שנייה. דרך רשת סיבים אופטיים.

יצרני ציוד רשת מספקים לשוק מוצרים חדשים עם פרמטרים משופרים. אבל הצורך במכשירים עם ביצועי העברת נתונים גבוהים יותר הולך וגדל. מהירות העברת הנתונים על חוטי נחושת הגיעה לגבולה, ועלייה נוספת נובעת מכבלי סיבים אופטיים. האופי הפיזי של כבלי סיבים אופטיים יכול להרחיב משמעותית את טווח קצבי העברת הנתונים. הזדמנויות של קווי סיבים אופטיים משמשים הן ברשתות מקומיות והן ברשתות נתונים נרחבות בין מדינות. הרחבה נוספת של רשתות אלו צפויה לענות על דרישות הצרכנים להעברת מידע מהירה ואיכותית.

כדי להעביר נתונים בערוצים אופטיים, יש להמיר את האותות מחשמלי לאופטי, להעביר דרך קו תקשורת, ולאחר מכן להמיר אותם בחזרה לחשמל במקלט. ההמרות הללו מתרחשות במכשיר המשדר, המכיל רכיבים אלקטרוניים יחד עם רכיבים אופטיים.

משדרים סיבים אופטיים

מרבבי חלוקת זמן (TDM) בשימוש נרחב בטכנולוגיית שידור (מכשיר המחלק את זמן הגישה לערוץ מהיר בין קווים בעלי מהירות נמוכה המחוברים למרבב), מאפשר להגדיל את קצב השידור עד ל-10 Gb/s . מערכות סיבים אופטיות מודרניות במהירות גבוהה מציעות את תקני מהירות השידור הבאים.
תקן SONET תקן SDH קצב העברה בתים/שנייה
OC 1 - 51,84 Mbps
OC 3 STM 1 155,52 Mbps
OC 12 STM 4 622,08 Mbps
OC 48 STM 16 2,4883 Gb/s
OC 192 STM 64 9,9533 Gb/s

שיטות חדשות של ריבוי חלוקת אורך גל (WDM) או ריבוי חלוקה ספקטרלית מאפשרות להגדיל את צפיפות שידור הנתונים. לשם כך, זרמי מידע מרובים נשלחים על פני ערוץ סיב אופטי יחיד תוך שימוש בשידור של כל זרם באורכי גל שונים. הרכיבים האלקטרוניים במקלט ובמשדר WDM שונים מאלה המשמשים במערכת חלוקת זמן.

שקול את פעולתם של מקלטי משדר במערכת שידור אופטית עם חלוקת זמן TDM.

מקלטים אופטיים

מקלטים אופטיים מזהים את האותות המועברים דרך כבל הסיבים האופטיים וממירים אותו לאותות חשמליים, שלאחר מכן מגבירים ומעצבים אותם מחדש, כמו גם אותות שעון. בהתאם למהירות השידור ולפרטי המערכת של המכשיר, ניתן להמיר את זרם הנתונים מטורי לקבילי. על איור. 1 מציג את ההמרה, השידור והקליטה של אות על ידי מקלט משדר בצורה טורית או מקבילה, כמו גם היווצרות אות שעון.

קווי סיבים אופטיים ותקשורת. מקלט משדר אופטו-אלקטרוני
אורז. 1. משדר אופטואלקטרוני

פוטודיודת PIN (PIN) או פוטודיודת מפולת (APD) קולטות אות אור, ובאמצעות אפנון המוליכות החשמלית או שינוי הפוטנציאל, מאפשרות להמיר את אות האור המתקבל לאות חשמלי. הפוטודיודת PIN היא מכשיר זול יחסית ופועל באותו מתח אספקה כמו המכשיר האלקטרוני כולו. עם זאת, הרגישות שלו נמוכה בהרבה מזו של פוטודיודת מפולת. לכן, ניתן להגדיל את המרחק בין המשדר למקלט בהתבסס על APD. כמובן שכל זה לא בחינם - פוטודיודות APD דורשות (תלוי בסוג) מתח אספקה של 30 עד 100 וולט. בנוסף, ה-APD מייצר יותר רעש, עולה יותר מפוטודיודת PIN ודורש קירור.

האות מהפוטו-גלאי מוזן למגבר מתח מבוקר זרם (מגבר טרנסמפדנס - TIA). המתח הא-סימטרי המתקבל ב-TIA מוגבר ומומר לאות דיפרנציאלי הכרחי לפעולת השלבים הבאים. ה-TIA חייב לספק גם קיבולת עומס גבוהה וגם רגישות כניסה גבוהה (טווח דינמי גבוה). אותות אופטיים יכולים להיות מוחלשים עקב הזדקנות המשדר או קישור תקשורת ארוך. לכן, על מנת להגביר את רגישות ה-TIA למינימום, יש להפחית את הרעש העצמי. מצד שני, נדרשת קיבולת עומס גבוהה כדי למנוע שגיאות סיביות עקב עיוות מאותות אופטיים חזקים.

ההולכה המקסימלית הניתנת להשגה של מגבר TIA תלויה בתדר הפעולה. על מנת להבטיח יציבות ורוחב הפס הנדרש, ניתן לייעל את הרווח רק בטווח צר. עם אות אופטי בהספק נמוך, מגבלה זו עלולה להפוך את אות המוצא של המגבר לבלתי מספיק לעיבוד נוסף. על מנת להגביר מתחים קטנים בטווח של 1 h 2 mV מניחים מגבר נוסף אחרי מגבר TIA, שברוב המקרים הוא מגבר מגביל (LA). מגבר זה כולל גם מחוון אות נמוך שמתריע כאשר האות הנכנס יורד מתחת לסף מוגדר חיצוני המוגדר על ידי המשתמש. כך שכאשר האות קרוב לסף, דגל המחוון אינו משנה את ערכו, ההשוואה מתבצעת בהיסטרזיס.

המרכיב המרכזי שעוקב אחר המגבר המגביל במקלט הוא מעגל השעון ושחזור הנתונים (CDR). ה-CDR מבצע את התזמון, מחליט על רמת המשרעת של האות הנכנס, ומוציא את הזמן - והמשרעת - של זרם הנתונים המשוחזר. ישנן מספר דרכים לשמור על פונקציית שחזור הסינכרון (מסנן SAW חיצוני, אות שעון בקרה חיצוני וכו'), אך רק גישה משולבת יכולה להפחית הן את העלות והן את כמות העבודה.

איגוד הטלקומוניקציה הבינלאומי - מגזר תקני טלקומוניקציה (ITU - T) מגדיר הגבלות על קבלה, שידור ויצירת תנודה. איכות האות ביציאה של מגבר המגביל היא בדרך כלל ירודה, בעיקר בשל רכיבים לא מושלמים במערכת השידור האופטית. מכיוון שסכימת ה-CDR חייבת לקבל כמות מסוימת של ריצוד בנתוני הקלט כדי להשיג פעולה רגילה וללא שגיאות, כל התקני המקלט חייבים לעמוד בהנחיות ITU-T לסובלנות ריצוד.

בנוסף לאפקטים של ריצוד, רעש ועיוות דופק מפחיתים גם את השלב של שולי הבקרה. זה מסבך את הסנכרון של המידע המתקבל וקריאת רמת הלוגיקה של כל סיביות. השימוש במערכת לולאה נעילת שלב (PLL) הוא חלק חיוני בסנכרון השעון לזרם הנתונים כדי להבטיח שאות השעון מיושר לאמצע מילת המידע. על מנת לבצע אופטימיזציה נוספת של קצב סיביות השגיאה (BER) עבור עלייה ונפילה אסימטרית של מעברי אותות נתונים שהתקבלו, המערכת חייבת לכלול מבחר של בקרת פאזה של שעון לנתונים. הזרם הסדרתי של נתונים ושעונים משוחזרים מה-CDR נכנס בדרך כלל ליחידת ההמרה הטורית-למקבילה (מסיריאליזר). מהירות ההמרה שלו תלויה בקצב הסיביות ובתאימות (מבחינת מהירות) לרכיבי מערכת CMOS.

משדר אופטי

משדר אופטי במערכת סיבים אופטיים ממיר את רצף הנתונים החשמליים המסופקים על ידי רכיבי ה-CMOS של המערכת לזרם נתונים אופטי. כפי שמוצג באיור. 1, המשדר מורכב מממיר מקביל לטורי עם סינתיסייזר שעון (התלוי בהגדרת המערכת ובקצב הסיביות), דרייבר ומקור אות אופטי.

להעברת מידע על ערוץ סיב אופטי, נעשה שימוש בשני טווחי אורכי גל חשובים: 1000 שעות 1300 ננומטר, הנקראים החלון האופטי השני, ו-1500 שעות 1800 ננומטר, המכונה החלון האופטי השלישי. בטווחים אלה - אובדן האות הקטן ביותר בקו ליחידת אורך כבל (dB / ק"מ).

ניתן להשתמש במקורות אופטיים שונים למערכות שידור אופטיות. לדוגמה, דיודות פולטות אור (LED) משמשות לעתים קרובות ברשתות מקומיות בעלות נמוכה לתקשורת למרחקים קצרים. עם זאת, רוחב פס ספקטרלי רחב וחוסר האפשרות לעבוד באורכי הגל של החלונות האופטיים השני והשלישי אינם מאפשרים שימוש ב-LED במערכות תקשורת!

שלא כמו LED, משדר לייזר בעל אפנון אופטי עם טוהר ספקטרלי גבוה יכול לפעול בחלון אופטי שלישי. לכן, עבור מערכות שידור למרחקים ארוכים במיוחד ו-WDM, שבהן העלות אינה השיקול העיקרי, אך ביצועים גבוהים הם חובה, נעשה שימוש במקור אופטי לייזר. עבור קישורי תקשורת אופטיים, לסוגים שונים של דיודות לייזר מוליכים למחצה בסימולציה ישירה יש יחס עלות/ביצועים אופטימלי עבור שידורים קצרים, בינוניים וארוכים. המכשירים יכולים לפעול הן בחלון האופטי השני והשלישי.

לכל דיודות הלייזר המוליכות למחצה המשמשות לאפנון ישיר יש בדרך כלל דרישת זרם הטיית DC כדי להגדיר את נקודת הפעולה וזרם האפנון להעברת אותות. כמות זרם הטיה וזרם אפנון תלוי במאפיינים של דיודת הלייזר ועשויים להיות שונים מסוג לסוג ואחד מהשני בתוך אותו סוג. יש לקחת בחשבון את טווח המאפיינים הללו עם הזמן והטמפרטורה בעת תכנון יחידת המשדר. זה נכון במיוחד עבור סוגים לא מקוררים רווחיים יותר מבחינה כלכלית של לייזרים מוליכים למחצה. מכאן נובע שמנהל הלייזר חייב לספק זרם הטיה וזרם אפנון בטווח מספיק כדי לאפשר למשדרים אופטיים שונים עם מבחר רחב של דיודות לייזר לפעול לאורך זמן ובטמפרטורות שונות.

כדי לפצות על הידרדרות הביצועים של דיודת הלייזר, נעשה שימוש במכשיר בקרת כוח אוטומטית (APC). הוא משתמש בפוטודיודה, אשר ממירה את אנרגיית האור של הלייזר לזרם פרופורציונלי ומספקת אותה לדרייבר הלייזר. בהתבסס על אות זה, הנהג מייצר זרם הטיה לתוך דיודת הלייזר, כך שעוצמת האור נשארת קבועה ותתאים לזרם שהוגדר במקור. זה שומר על "משרעת" האות האופטי. ניתן להשתמש בפוטודיודה שנמצאת במעגל APC גם בבקרת אפנון אוטומטי (AMC).

בנוסף לפונקציות הללו, על המערכת להיות מסוגלת לעצור שידורי לייזר על ידי חסימת הנהג, אך אסור להפריע לקליטת הנתונים בכניסה.

על ידי הוספת כפכף או תפס (כחלק מדרייבר לייזר או ממיר מקביל לטורי), ניתן לשפר את יעילות התנודה על ידי תזמון מחדש של זרם הנתונים הזה לפני שהוא מגיע לפלט של דרייבר דיודות הלייזר. שחזור שעון וסידרה דורשים סינתזה של פולסי שעון. ניתן לשלב סינתיסייזר זה גם בממיר מקביל לטורי ובדרך כלל כולל מעגל לולאה נעול פאזה. הסינתיסייזר חייב להבטיח העברת נתונים עם ריצוד קטן ככל האפשר. כתוצאה מכך, הסינתיסייזר ממלא תפקיד מפתח במשדר של מערכת תקשורת אופטית.

על איור. 2 ו-3 מציגים את מודולי התחבורה הסינכרוניים (STM4) של המקלט והמשדר, בהתאמה.

קווי סיבים אופטיים ותקשורת. מקלט נתונים אופטו-אלקטרוניים
אורז. 2. מקלט נתונים אופטו-אלקטרוניים.

קווי סיבים אופטיים ותקשורת. משדר נתונים אופטו-אלקטרוניים
אורז. 3. משדר נתונים אופטו-אלקטרוניים.

כפי שצוין לעיל, כל הרכיבים של מערכת אופטית לתקשורת חייבים לעמוד בהמלצות ITU - T. ערכת השבבים שמייצרת MAXIM מאפשרת למעצבים לפתח התקני משדר תחרותיים. כל המוצרים מבוססים על טכנולוגיה דו-קוטבית במהירות גבוהה, כאשר תדר השידור עבור טרנזיסטור p-n-p הוא 6,4 גיגה-הרץ, ועבור n-p-n - 8,7 גיגה-הרץ. עבור תהליך דו-קוטבי תת-מיקרוני, תדר השידור של הטרנזיסטור npn הוא 27 GHz. ה-ICs עבור STM 4 המיוצרים משתמשים בספקי כוח של +3,3V.

קדם מגבר

מגבר TIA (MAX 3664) ממיר את הזרם הא-סימטרי מחיישן הפוטודיודה למתח א-סימטרי, המוגבר ומומר לאות דיפרנציאלי. עם זרם כניסה של 100 A (p-p), ליציאה יש תנודות דיפרנציאליות של עד 900 mV (p-p).

רעש כניסה נמוך מושג על ידי תכנון IC קפדני ועל ידי הגבלת רוחב הפס ל-590 מגה-הרץ עם קיבולת כניסה של 1,1 pF. בעת שימוש בדיודה בודדת של פינים עם רעש נמוך, רגישות הכניסה האופיינית מתאימה להספק אופטי של -32 dBm. עם אספקת 3,3 וולט, צריכת החשמל היא רק 85 mW.

סנכרון ושחזור נתונים (CDR)

שבב MAX 3675 חייב לשחזר את אותות השעון מזרם הנתונים המתקבל והשעון שלהם. שני ה-ICs MAX 3664 ו-MAX 3675 מהווים את הבסיס למודול האופטו-אלקטרוני של המקלט, בעוד שצריכת החשמל היא פחות מ-300mW ב-3,3V.

רגישות הכניסה האנלוגית היא 3 mV שיא לשיא. פונקציית אזעקת אובדן חסימה וחיישן כוח אות הכניסה משולבים עם המגבר המגביל. חיישן הכוח בפין RSSI - אינדיקטור לעוצמת האות המתקבל - מוציא מתח פרופורציונלי להספק המבוא.

מעגלי הלולאה נעילת השלב הנדרשים לשחזור שעון משולבים גם הם במלואם ב-MAX 3675 ואינם דורשים התייחסות שעון חיצונית.

יחידת המרה טורית לקבילית (DEMUX)

כדי לעבוד עם תוכניות ממשק מערכת שונות, MAXIM מציעה את הממירים MAX 3680 ו-MAX 3681 טוריים-למקבילים. ה-MAX 3680 ממיר זרם נתונים טורי של 622 Mbps לזרם מילים של 78 Mbps שמונה סיביות. פלט הנתונים והשעון תואם TTL. צריכת חשמל - 165 mW כאשר מופעל על ידי 3,3V. ה-MAX 3681 ממיר זרם נתונים טורי (622 Mbps) לזרם מילים של 155 סיביות של 265 Mbps. לנתוני הדיפרנציאל ולתמיכה בשעון יש אות דיפרנציאלי מתח נמוך (LVDS). צריכת חשמל - 3,3 mW באספקת XNUMXV. על ידי נסיעה דרך פין SINC, אתה יכול לכוון מעט את פלט הנתונים ביחס לאות השעון.

ממיר מקביל לטורי (MUX)

שבב MAX3691 ממיר ארבעה זרמי נתונים של 155 Mbps LVDS לזרם טורי של 622 Mbps. שעון השידור הדרוש מסונתז באמצעות לולאת פאזה מובנית הכוללת מתנד מבוקר מתח, מגבר מסנן לולאה וגלאי פאזה הדורש הפניות שעון חיצוניות בלבד. עם ספק כוח של 3,3V, צריכת החשמל היא 215 mW. פלט הנתונים הטורי מסופק על ידי אותות רמת דיפרנציאל לוגית (PECL) חיוביים עם פולטים.

מעצב לייזר (LD)

המשימה העיקרית של ה-LD (MAX 3667) היא לספק זרם הטיה וזרם אפנון עבור אפנון ישיר של דיודת הלייזר. לצורך גמישות, הכניסות הדיפרנציאליות מקבלים זרמי נתונים של PECL וכן תנודות מתח דיפרנציאליות של עד 320mV שיא לשיא ב-Vcc = 0,75V. על ידי שינוי הנגד החיצוני בין פין BIASSET להארקה, ניתן לכוונן את זרם ההטיה מ-5 עד 90 mA, ואת זרם המודולציה ניתן לכוון מ-5 ל-60 mA על ידי שינוי הנגד בין פין MODSET לאדמה.

התייחסות מתח פנימית מיוצבת טמפרטורה מבטיחה זרמי הטיה ומודולציה יציבים.

כדי להימנע מפגיעה ב-MAX 3667, אין להארקה את פיני BIASSET, MODSET ו-APCSET. מעגל בטיחות פנימי מגביל את זרם המוצא הכולל לכ-150 mA. ה-MAX 3667 דורש ספק כוח בודד של 3,3V כדי לפעול. כחלופה ל-MAX 3667, דרייבר הלייזר MAX 3766 חמישה וולט זמין עם קצבי נתונים מ-155 Mbps עד 1,25 Gbps. ה-MAX 3766 כולל את כל התכונות שהוזכרו עבור ה-MAX 3667 אך עם רוחב פס רחב יותר. ל-IC זה תנאי בטיחות לייזר מורחבים, ועם נגד חיצוני יחיד, "משרעת אופטית" נשמרת כאשר הטמפרטורה ושיפוע הלייזר משתנים.

מאמר זה מציג פתרון מקיף של MAXIM עבור מקלט משדר אופטי. אתה יכול לראות את מגוון המכשירים המיוצרים עבור מכלולים אופטיים/חשמליים ואת המאפיינים שלהם ב-maxim-ic.com.

שם תוכלו גם להכיר את הפרמטרים הטכניים של 98 מכשירים בסיסיים המשמשים ביחידות אלקטרוניות של תקשורת סיבים אופטיים. מבחר מפורט למדי של חומרים ברוסית על המוצרים המיוצרים על ידי MAXIM ניתן למצוא באתר rtcs.ru, Rainbow Technologies, המפיץ הרשמי של MAXIM במדינות חבר העמים.

מחבר: A. Shitikov, ashitikov@rainbow.msk.ru; פרסום: radioradar.net

ראה מאמרים אחרים סעיף טלפוניה.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

פלסטיק שניתן למחזר בלי סוף 10.10.2022

מדענים אמריקאים פיתחו פלסטיק שאינו מתכלה כאשר הוא ממוחזר שוב ושוב. כך דיווח שירות העיתונות של אוניברסיטת קולורדו בבולדר.

פסולת פלסטיק מהווה סכנה עצומה לסביבה בשל העובדה שהיא כמעט ואינה מתפרקת ומשמשת מקור למיקרו-פלסטיק המרעיל אנשים ובעלי חיים. כמעט כל סוגי הפלסטיק, כולל PET, ניתנים למחזור, אך בניגוד למתכות, פעמים בודדות בלבד. בנוסף, איכות המוצר יורדת עם כל מחזור.

Zhang Wei הגיע עם פלסטיק שכמעט אינו מתכלה במהלך המיחזור. היווצרות וההתפרקות של הפולימרים מהם היא מורכבת קלים כמעט באותה מידה. הפולימר שנוצר שייך לקבוצת הפוליציאנורטים, יש להם חוזק גבוה, אבל קשה לפרק.

כימאים אמריקאים מצאו שניתן לבטל את התכונה הזו של פוליציאנורטים על ידי החלפת חלק מאטומי הפחמן בחנקן ואילץ את אטומי הפחמן הנותרים להתאחד עם חמצן. כתוצאה מעיבוד כזה, יופיע סוג חדש של יחידות פולימר בודדות, שייצרו קשרים חזקים זו עם זו בחימום, אך יתפרקו בקלות אם הפלסטיק יטבול בתערובת חמה של תמיסת אלכוהול ואשלגן פחמתי.

הבדיקות הבאות הראו כי ניתן לפרק פלסטיק שוב ושוב ולעשות שימוש חוזר בחומרי הגלם המתקבלים, שהרכבם הכימי לא משתנה למעשה במהלך כל מחזור מיחזור.

עוד חדשות מעניינות:

▪ מודול זיכרון של Samsung Compute Express Link (CXL) 512 GB

▪ סוג חדש של מגנט התגלה

▪ פאנל אינטראקטיבי לכיתות עם חיישני תנועה

▪ סמסונג פרסמה את הטלפון הנייד הראשון עם כונן קשיח

▪ קישוטים לחג המולד עושים אותנו מאושרים יותר

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ קטע באתר החשמלאי. PTE. בחירת מאמרים

▪ מאמר אשליות בתנועה של אובייקט. אנציקלופדיה של אשליות חזותיות

▪ מאמר מדוע אלכוהול גורם לשיכרון חושים? תשובה מפורטת

▪ מאמר סמירניה פירסינג. אגדות, טיפוח, שיטות יישום

▪ מאמר מגבר Class B. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר ארבעה מלכים בסופו של דבר ביחד. פוקוס סוד

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר