Из чего состоят чипсы: Страница не найдена – Готовите?

Чипсы. Производство и вред чипсов. Состав чипсов. Как делают чипсы. Чипсы – вредно и опасно! Женский сайт InMoment.ru

Пожалуй, рекламные ролики о чипсах относятся к числу самых популярных и смешных. Наверное, все видели ролик, снятый по известному эпизоду легендарного фильма «Титаник», когда на носу корабля стоят парень и девушка, в тех же позах, что и главные герои фильма.

Но в руке у молодого человека пакетик с чипсами, и, когда девушка пытается «угоститься» ими, парень резко отпускает её, а чипсы перехватывает. Юная красавица летит вниз, приводя зрителей в ужас, но, к счастью, она упала не в океан, а в бассейн, расположенный ниже – на крупном плане он был не виден. А парень радуется, что все чипсы достались ему…

Таких сюжетов много, и все они кажутся смешными и забавными, по крайней мере, на первый взгляд. Однако, если попытаться вдуматься в замысел режиссёра, становится немного не по себе: что же это за чипсы, которые способны приглушать даже такой важный инстинкт, как сексуальное влечение, не говоря уже о возвышенных романтических чувствах?

Производство и состав чипсов.

Как делают чипсы

Многие люди искренне верят, что чипсы делаются из картофеля. Просто его нарезают тонкими ломтиками и обжаривают специальным образом, вот и всё. А что плохого в жареной картошке? Ведь дома мы часто её готовим, и это очень вкусно. Конечно, к чипсам добавляются какие-то вещества, чтобы они были вкуснее и дольше хранились, но ведь это же разрешается?

Попробуем разобраться хотя бы немного. Все ли чипсы делаются из картофеля? Вообще-то подавляющее большинство производителей используют муку – пшеничную или кукурузную, а также смесь крахмалов. Очень часто это бывает соевый крахмал, в основном из генетически модифицированной сои. В организме человека крахмал превращается в глюкозу, и, если есть чипсы часто, то избыток глюкозы накапливается в печени – а это уже верный путь к ожирению.

Из теста, полученного путём смешивания подобных ингредиентов, формуют чипсы, а потом обжаривают их в кипящих при 250°C дешёвых жирах – ведь использование дорогих, очищенных масел нерентабельно. Чипсы не должны жариться более 30 секунд, однако это правило соблюдается редко.

Вредные вкусовые добавки для чипсов

Вкус таких чипсов далёк от картофельного – на помощь опять приходят приправы и вкусовые добавки, в основном – глутамат натрия. Об этой «чудесной» добавке написано много, и мы не будем здесь повторять информацию, которую найти несложно. Напомним только, что глутамат натрия может превратить самую невкусную еду в такую, которую захочется есть снова и снова, не думая при этом о её действительной ценности. А производителям чипсов прежде всего нужно привлечь потребителя…

Вред чипсов. Чипсы – вредно и опасно!

Гидрогенизированный жир, накапливающийся в чипсах, приводит к образованию «плохого» холестерина – а это атеросклероз, тромбофлебиты и другие опасные заболевания. Чипсы в процессе готовки так пропитываются жиром, что, съев маленький пакетик, мы получаем этого жира целых 30 г, а ведь часто одним 100-граммовым пакетиком дело не ограничивается. Вроде как полчашечки жира выпили на закуску…

Конечно, есть другие производители – они используют для приготовления чипсов настоящий картофель. Однако чаще всего картофель выбирают тоже генномодифицированный, потому что его клубни большие, ровные и неповреждённые – ведь от них все вредители шарахаются. Обжаривают такой картофель всё в том же дешёвом жире.

Мало того, что в процессе жарки абсолютно всё полезное, что есть в картофеле, разрушается, он приобретает другие свойства – канцерогенные. Продукт распада жиров – акролеин, обладает мутагенными и канцерогенными свойствами, а образуется он даже при относительном соблюдении технологий. Чтобы избежать образования большого количества акролеина, масло для жарки надо регулярно менять.

Акриламид – ещё более опасный канцероген, тоже образуется даже в домашних условиях, если неправильно выбрать масло и слишком раскалить сковороду. Что уж говорить об условиях поточного производства, когда много партий чипсов долго готовятся в одних и тех же пережаренных жирах, которые часто менять невыгодно?

Дальше – больше. Несколько лет назад в чипсах был найден глицидамид, брат акриламида, способный не только вызывать возникновение раковых опухолей, но и разрушать ДНК. А кроме этих, уже найденных веществ, сколько ещё токсинов, образующихся при приготовлении чипсов, просто не изучались?

Учёные до сих пор не могут точно сказать, что образуется в нашем организме, когда в него активно поступают вкусовые добавки и прочие Е-шки, которые в изобилии содержатся в каждом аппетитном, хрустящем кружочке чипсов.

Воздушные чипсы

Есть ещё один вид чипсов – воздушные, и их сегодня можно поставить на последнее место по содержанию токсичных веществ. Жарят эти чипсы всего 10 секунд, но канцерогены накапливаются и в них, к тому же картофель, как правило, используется генномодифицированный – об обычном уже забыли. Вообще для получения 1 кг чипсов нужно до 5 кг картофеля, так что производителям удобнее использовать различные смеси.

Известные и разрекламированные чипсы Pringles содержат не более 42% картофеля, так что их производитель даже долго был избавлен от уплаты необходимых налогов. Просто чипсы Pringles не считались изделием из картофеля, а скорее родственниками выпечки, так как производитель использовал для их приготовления дрожжевое тесто. Между тем, технология производства Pringles ничем не отличается от других.

Чего только не пишут на пачках с чипсами: с сыром, с беконом, с крабами и красной икрой и т.д. Правда, в последнее время производители стали честнее, и пишут – «со вкусом» того или иного продукта, но ведь потребители всё равно покупают – они уже привыкли хрустеть чипсами по любому поводу и без повода: за компанию с друзьями, перед телевизором, чтобы перебить возникший не вовремя аппетит или просто «убить» время.

Однако время как раз оборачивается против нас, и постепенно любители чипсов получают изжогу, гастриты, аллергию, проблемы с работой кишечника.

А сколько соли в чипсах? Ведь именно поэтому и тянутся к пакетику многие любители «солёненького», не думая или стараясь не думать о том, что избыток соли в организме тормозит нормальный рост костей, вызывает нарушения обмена веществ и сердечные заболевания.

Дети и вредные чипсы

И вот здесь стоило бы подумать о детях: ведь многие родители покупают чипсы просто так, чтобы успокоить раскапризничавшегося ребёнка, поощрить чипсами как лакомством, или вообще абсолютно бездумно – лишь бы что-то купить.

Стоит всё-таки сказать, что одна из самых страшных картин, которые мы часто видим в супермаркетах – это маленькие, двух- или трёхлетние дети, держащие в руках пачки чипсов – отравляющего и медленно убивающего лакомства, которое им купили любящие родители. Неужели всё это может объясняться простым незнанием? Уж скорее просто нежеланием что-либо знать…

Не нужно давать чипсы маленьким детям, тем более приучать их к этому: ведь без нас, взрослых, они про чипсы просто не узнают. Что касается детей старшего возраста и взрослых, то стоит постараться отучиться от «хрустящей забавы», а для начала попробовать уменьшить вред, выбирая более безопасные варианты – например, воздушные чипсы.

Не заменяйте чипсами еду, не ешьте их с пивом (хотя именно к этому призывает реклама), а постарайтесь использовать их, например, в качестве гарнира к блюдам, лучше овощным – так вашему желудку будет гораздо легче переработать этот «тяжёлый материал».

А вообще искренне желаем вам вспомнить, сколько по-настоящему вкусных, здоровых и полезных блюд есть в нашей, родной русской кухне, и тогда вы и ваши дети просто не будете знать, что такое чипсы. Разве это еда?

Статья защищена законом об авторских и смежных правах. При использовании и перепечатке материала активная ссылка на женский сайт inmoment.ru обязательна!

Информация в данной статье носит ознакомительный, а не рекомендательный характер. Пожалуйста, не занимайтесь самолечением, обязательно консультируйтесь со специалистом.

Уважаемые читатели, пожалуйста, не забывайте подписываться на наш канал в Яндекс.Дзене и ставить “Понравилось”!

Как производят чипсы Lay’s » BigPicture.ru

Героиня Надежды Румянцевой — Тося из легендарного фильма «Девчата» с ходу могла перечислить 15 блюд из картошки: жареная, отварная, пюре, картофель фри, пай, пирожки и оладьи, рулет, запеканка, тушеный с черносливом, тушеный с лавровым листом и перцем, молодой отварной с укропом и так далее. Мы же хотим рассказать еще об одном продукте, пожалуй, самом популярном в наше время — картофельных чипсах.

Бигпикче предоставилась возможность увидеть собственными глазами абсолютно ВЕСЬ процесс производства чипсов Lay’s — от уборки урожая до отгрузки в торговые сети. И теперь с уверенностью можем сказать, что про чипсы мы знаем всё! Ну, почти всё 🙂

Но для начала немного истории. Чипсы Lay’s, процесс производства которых мы, собственно, и изучили, выпускаются с 1938 года. На сегодняшний день компания «ПепсиКо» (именно им принадлежит бренд Lay’s с 1965 года) является одним из ведущих производителей соленых закусок как в мире, так и в России. Поставки чипсов Lay’s в Россию начались в середине 90-х, в 2002 году был открыт первый завод в подмосковной Кашире, а в 2010 году произошло открытие второго завода компании в городе Азов (Ростовская область).

1. Бигпикча прибыла с инспекцией в одно из агрохозяйств в Ростовской области. 2. Первая и, пожалуй, самая главная проблема, с которой столкнулась компания «ПепсиКо» при открытии производства чипсов в России, — отсутствие сырьевой базы. Еще 10-15 лет назад в России чипсовый картофель не выращивался вообще. Фермеры поставляли лишь традиционные сорта, которые были пригодны лишь для варки, жарки, производства крахмала и т. д. 3. Это мало кто знает, но во всем мире для изготовления чипсов подходят только 7 видов картофеля, причем в России выращиваются лишь три из них — «Леди Розетта», «Гермес» и «Сатурн». Чем же отличается обычный картофель от чипсового? Последний гораздо плотнее по структуре, и в нем практически нет сахара. Чтобы было совсем понятно — при обжарке такой картофель не разваливается, не темнеет, а приобретает приятный золотистый цвет. Поэтому, если вы решите попробовать приготовить чипсы дома из обычного столового картофеля, то вполне вероятно, что у вас получится просто жареная картошечка, а не хрустящие золотые ломтики 🙂

Кстати, знаете ли вы, что из одного килограмма картофеля получается 300 граммов чипсов? То есть в обычной пачке «Лейс» примерно три клубня картофеля. 4. Как же выращивают этот чипсовой картофель? Будучи крупнейшим в нашей стране промышленным переработчиком картофеля, компания изначально взяла курс на максимальную локализацию производства и с 2002 года начала реализовывать собственную агропрограмму, направленную на поддержку российских сельхозпроизводителей. А то, что наше сельское хозяйство надо поддерживать, наверное, ни у кого из вас сомнений не вызывает. 5. В чем заключается поддержка? На самом деле это целый комплекс мероприятий: во-первых, фермерам предоставляется финансовая помощь (посредством беспроцентного кредитования на приобретение посевного материала, необходимого оборудования для выращивания и хранения картофеля). 6. Во-вторых, осуществляется помощь с приобретением высококачественных импортных семян картофеля (как вы понимаете, очень важный аспект, от которого зависит очень многое). Работает целая бригада агроспециалистов, которые консультируют фермеров на полях: как правильно сажать, выращивать, как правильно убирать и сохранять урожай, то есть охватывают весь спектр необходимых работ. В результате средняя урожайность у поставщиков картофеля компании «ПепсиКо» составляет 25 тонн с гектара, что почти вдвое выше, чем средняя по стране — 13 тонн с гектара. Удивлены? Мы не очень 🙂 7. Чтобы урожай получал как можно меньше повреждений при сборе, используется специальное устройство — электронная картошка.
Этот «картофельный шпион» прямо с земли (куда его предварительно кладут заботливые фермеры) попадает в комбайн. Именно благодаря этому прибору сборщики картофеля определяют, все ли в порядке с урожаем во время уборки или нужно подрегулировать машину, чтобы картофель «не получал лишних синяков». 8. Сегодня уже более 85% картофеля, поступающего на заводы компании, выращивается в России. Ежегодно компания приобретает более 250 тысяч тонн! 9. И, конечно, стоит сказать про людей. Ведь, как известно, сколько денег ни вкладывай, но если на местах нет квалифицированных кадров, то все усилия будут напрасны. Именно поэтому «ПепсиКо» разработала программу по поддержке аграрного высшего образования, которая стартовала еще в 2008 году. В рамках этой программы студентов стимулируют в изучении сельскохозяйственных специальностей, а лучшим из них выделяют гранты. 10. Дальше убранный картофель привозят на завод, где и разгружают таким хитрым образом. Ежедневно здесь разгружают девять 20-тонных грузовиков с картофелем! А в год здесь производится до 50 тысяч тонн чипсов (это примерно как 4000 африканских слонов).
11. Затем по ленточному конвейеру он попадает в моечный аппарат, где для его очистки используется рециркуляционная вода (вода, которая многократно используется в технологическом цикле). А после промывки уже поступает на временное хранение в бины — специальные емкости, откуда по мере необходимости подается на производство. 12. Наглядно 3 основных этапа: очистка, резка и обжарка. Как видите — все максимально просто и ничего лишнего. Абсолютно натуральный продукт. 13. Непосредственно после нарезки картофельные ломтики поступают на обжарку, и получаются базовые чипсы. 14. После приготовления чипсы приобретают один из уникальных вкусов Lay’s. Кстати, в портфеле бренда существуют как международные бестселлеры, которые продаются по всему миру (соль, сыр, бекон, зеленый лук), так и вкусы, которые можно купить только в России (краб, малосольный огурчик, белые грибы со сметаной). 15. Естественно, на заводе проводится регулярная проверка качества продукции. Проверяют всё и на каждом этапе: поступивший картофель, процессы очистки и нарезки, базовые чипсы, только вышедшие из печи и полностью упакованные пакеты.
16. Готовый пакет с чипсами поступает по линии на фасовку. 17. Операторы вручную складывают пакеты в картонные коробки. 18. Ну а затем коробки с чипсами складываются на палеты и перевозятся на огро-о-о-омный склад. 19. Откуда и отправляются по торговым сетям и дистрибьюторам. 20. Вот такой он, путь чипсов — от картофельных полей до готовых упаковок. Похрустим?

А вы знали, что у нас есть Telegram и Instagram?

Подписывайтесь, если вы ценитель красивых фото и интересных историй!

Как делают компьютерные чипы — Nova

Главная / Блог / От пляжного песка до полупроводников: как делают компьютерные чипы

Nova Team

25 августа 2022 г.

Поделиться

Современный технологический мир, движимый цифровыми инновациями, критически зависит от производства компьютерных чипов, очень сложного многоэтапного процесса, который должен работать в ошеломляющем субмикроскопическом масштабе.

Компьютерные чипы сегодня в новостях, потому что их не хватает, что вызывает глобальные сбои. Почему мы не можем просто производить больше чипов?

Короткий ответ: изготовление компьютерных чипов невероятно сложно. Заводы по производству микросхем работают на полную мощность, но этого все еще недостаточно, чтобы удовлетворить ненасытный мировой спрос. Есть несколько производителей, способных удовлетворить растущий спрос на высокотехнологичные чипы, и эти поставщики были застигнуты врасплох глобальным всплеском спроса на большую вычислительную мощность компьютеров, вызванным пандемией. Когда миллионы продуктов, от автомобилей до смартфонов и стиральных машин, зависели от этих вычислительных мощностей размером с почтовую марку, целые производственные линии конечной продукции должны были остановиться, и легионы потребительских товаров стали недоступны.

Что такое компьютерный чип?  

Компьютерный чип представляет собой упакованный набор электронных схем, напечатанных на тонкой круглой пластине из кремния, одного из самых распространенных элементов в земной коре. Эти электронные схемы работают с помощью транзисторов, которые служат крошечными переключателями, которые включают или выключают электрический ток. Эти операции лежат в основе всех современных вычислений.

Первым коммерчески доступным компьютерным чипом был микропроцессор Intel 4004, выпущенный в 1971. Он состоял из 2300 транзисторов и одним из первых использовал технологию кремниевых затворов, позволившую в пять раз увеличить плотность схемы по сравнению с предыдущими компьютерными чипами.

Для сравнения, процессор Intel i9-12900K 12-го поколения содержит 3 миллиарда транзисторов, каждый из которых имеет ширину всего 7 нанометров (нанометр равен одной миллиардной части метра). Чип Apple M1 Max, разработанный для MacBook Pro, впечатляет еще больше: он содержит 114 миллиардов транзисторов, изготовленных по 5-нанометровому техпроцессу. Это примерно четверть размера самых маленьких вирусов — всего в 50 раз больше, чем один атом водорода!

Компьютерные микросхемы служат для самых разных целей, но в целом они делятся на четыре категории. Существуют микропроцессоры (также известные как центральные процессоры или ЦП), микросхемы памяти (используемые для кратковременного хранения цифровых данных), графические процессоры (GPU) и стандартные интегральные схемы (CIC), используемые в одноцелевых устройствах, таких как сканеры штрих-кодов.

Как изготавливается компьютерный чип?  

Кремний является основным компонентом всех современных компьютерных микросхем благодаря его способности действовать как проводник или изолятор электрического тока. Кремний также легко доступен и очень дешев, поскольку он является основным ингредиентом пляжного песка.

Хотя мы часто слышим о постоянной нехватке кремния, на самом деле мы имеем в виду нехватку кремниевых чипов. Существует очень мало производителей, способных создавать кремниевые чипы в невероятно маленьком нанометровом масштабе, и эта производственная задача только растет, поскольку эти чипы с каждым годом становятся меньше, а спрос на них продолжает расти.

Производственные инструменты, такие как прецизионные токарные станки и 3D-принтеры, могут создавать сложные конструкции, но они становятся неэффективными за пределами микрометровой точности. Это делает их непригодными для сборки компьютерных микросхем.

 Поскольку их транзисторы и межсоединения очень малы, для производства компьютерных микросхем требуется процесс, известный как фотолитография, в котором используется свет для травления изображений на кремниевой пластине, покрытой светостойким материалом. После того, как схема чипа была выгравирована на кремнии, травление заполняется различными металлами, а затем легируется для создания транзисторов. Легирование — это процесс, при котором к кремнию добавляются определенные количества примесей, таких как бор, алюминий, индий, мышьяк или сурьма, чтобы изменить его электрические свойства и создать крошечные компоненты компьютерного чипа.

Этот процесс фотолитографии можно повторять много раз для создания нескольких слоев электронных компонентов на кремниевых пластинах. Современные чипы могут иметь много десятков слоев, чтобы разместить как можно больше транзисторов в минимально возможном пространстве. Однако существует компромисс между растущим числом слоев компонентов и увеличением количества выделяемого ими тепла, поскольку слишком большое количество тепла приведет к снижению производительности вычислений.

После завершения всех этих слоев чип необходимо тщательно протестировать, чтобы убедиться, что он соответствует проектным требованиям. Термин «выход» относится к проценту чипов, которые проходят эти тесты и, как следствие, не выбрасываются или не понижаются до соответствия более низким спецификациям. В зависимости от производителя выход не менее 90% считается идеальным.

После изготовления кремниевые пластины превращаются в пригодные для использования компьютерные чипы. Для этого пластины нарезаются на небольшие блоки, называемые кристаллами, которые затем необходимо упаковать для создания компьютерного чипа. Крошечный кристалл размером с почтовую марку индивидуально прикрепляется к подложке, снабженной электрическими соединениями, после чего вся сборка герметизируется. Электрические соединения, которые бывают различных типов, соединяют компьютерный чип с остальной частью компьютерной системы после его установки в разъем ЦП, слот памяти или другой интерфейс в компьютере или другом цифровом устройстве.

Естественно, весь процесс производства компьютерных чипов должен происходить в чистом помещении инженерного цеха, так как даже мельчайшие микроскопические загрязнения могут моментально испортить производимые чипы. В конце концов, требуемый уровень точности на много порядков меньше, чем может воспринять человеческий глаз.

Какие компании производят компьютерные чипы?  

 Крупнейшие мировые производители чипов, такие как Samsung и Intel, известны всем, в то время как многие другие компании производят встроенные чипы для множества других устройств, таких как смартфоны, автомобили и интеллектуальные технологии, подключенные к Интернету.

Цепочка поставок полупроводников в целом состоит из трех основных участников: 

  • Производители интегрированных устройств (IDM) разрабатывают, производят и продают собственные компьютерные микросхемы
  • Полупроводниковые фирмы «Fabless» разрабатывают и продают микросхемы, но отдают производство на аутсорсинг
  • Литейные заводы Pure Play только производят и продают IDM и полупроводниковым компаниям без фабрик

Nova Team

Nova Team

Что такое кремний и почему из него делают компьютерные чипы?

  • Грэм Темплтон, 22 июня 2015 г. , 10:33

Этот сайт может получать партнерские комиссионные от ссылок на этой странице. Условия эксплуатации.

Может показаться глупым вопрос, на который можно ответить всего несколькими короткими словами: кремний — это 14-й элемент периодической таблицы. Это один из фундаментальных компонентов Вселенной, на один протон тяжелее алюминия и на один протон легче фосфора. Тем не менее, кремний чаще, чем любой другой элемент, слишком часто упоминается на таком сайте, как ExtremeTech — это основной компонент строительных материалов, из которых состоит ваш дом, это основа всех современных компьютерных процессоров и даже самый вероятный кандидат на роль инопланетной жизни, не основанной на углероде. Что именно делает кремний таким особенным?

Ну много всего.

Кремний как строительный элемент

Главной отличительной чертой кремния является то, что его чертовски много. Это второй по распространенности элемент в земной коре после кислорода, но не ожидайте, что он просто валяется. Кремний почти никогда не встречается в чистом виде в природе и практически всегда встречается в виде соединения с другими элементами. Чаще всего встречается в виде силиката (SiO 4 , или один атом кремния, связанный с четырьмя атомами кислорода) и диоксид кремния (SiO 2 , или один атом кремния, связанный с двумя атомами кислорода). Кремнезем в грубой и сильно загрязненной форме является основным компонентом песка. Полевой шпат, гранит, кварц и другие материалы основаны на соединениях кремния и кислорода.

Смешайте это с водой и гравием, и вы получите бетон.

Соединения кремния обладают широким спектром полезных свойств, главным образом потому, что они могут очень прочно связывать другие атомы и образовывать сложные структуры. Различные силикаты, такие как силикат кальция, являются основным компонентом портландцемента, основного связующего вещества в бетоне, растворе и даже штукатурке. Некоторые материалы, богатые силикатами, можно нагревать для производства закаленной керамики, такой как фарфор, в то время как другие сплавляются, образуя основную форму стекла в мире, известково-натриевое стекло. А кремний также может быть полезен в качестве следовой добавки к другим веществам, таким как чугун, в котором используются как углерод, так и кремний, чтобы сделать железо более упругим и менее хрупким.

И, да, кремний также является основным структурным компонентом синтетического материала силикона, но не путайте эти два понятия — если это действительно была Силиконовая долина, мир технологий сильно отличался от того, что мы видим сегодня.

Кремний как компьютерный чип

При выборе элемента для использования в качестве основы компьютерного транзистора ключевым словом является сопротивление. Проводники имеют низкое сопротивление и очень легко пропускают электрический ток, в то время как изоляторы имеют (предсказуемо) высокое сопротивление и замедляют или блокируют поток электронов. Для транзистора, который должен иметь возможность включаться и выключаться по желанию, нам потребуется semi – проводник, вещество с сопротивлением между проводником и изолятором. Лучшие полупроводники для промышленности могут быть обработаны широким спектром «примесей» для точной регулировки их сопротивления по мере необходимости.

Кристалл чистого кремния, называемый слитком.

Кремний — не единственное полупроводниковое вещество на Земле, это даже не лучший полупроводник на Земле. Что это такое, так это самый распространенный полупроводник на Земле. Кремний легко доступен во всем мире; вам не нужно импортировать его из специальных африканских шахт или проводить месяцы дорогостоящей и загрязняющей окружающую среду обработки только для того, чтобы получить его. С ним легко работать, и, самое главное, ученые придумали надежные способы выращивания его в идеально упорядоченные кристаллы. Эти кристаллы относятся к кремнию так же, как алмаз к углероду.

Выращивание огромных, почти идеальных кристаллов кремния является одним из основных навыков в производстве современных компьютерных микросхем. Эти кристаллы затем нарезаются на тонкие пластины, затем гравируются, обрабатываются и обрабатываются иногда сотнями различных способов, прежде чем они нарезаются на отдельные кристаллы и упаковываются в коммерческие процессоры. Можно делать превосходные транзисторы из таких материалов, как углерод, и даже из более экзотических материалов, таких как германий, но ни один из них не позволяет массовое производство кремния путем выращивания крупных кристаллов — по крайней мере, пока.

В настоящее время кристаллы кремния (называемые «слитками») производятся в цилиндрах диаметром 300 мм, но исследования быстро приближаются к порогу 450 мм. Это должно помочь снизить производственные затраты и, таким образом, позволить скорости продолжать расти, по крайней мере, в течение еще одного десятилетия или около того. После того? Возможно, наконец, не останется иного выбора, кроме как отказаться от кремния в пользу чего-то менее распространенного и простого в работе — хорошая новость для скорости обработки, но почти наверняка плохая новость для вашего кошелька.

Кремний как инопланетная жизнь

Фраза «жизнь на основе углерода» часто используется, но что она означает на самом деле? Это означает, что основные структурные молекулы, составляющие наши тела (белки, аминокислоты, нуклеиновые кислоты, жирные кислоты и т. д.), построены на скелетах атомов углерода. Это потому, что углерод обладает замечательным свойством быть «четырехвалентным». Кислород может одновременно образовывать только две стабильные химические связи (что приводит к воде, или H 2 O), а азот только три (что приводит к аммиаку, или NH 3 ), но углерод может стабильно удерживать до четырех различных атомов одновременно (что дает нам метан, или CH 4 ). Тетравалентность – это мощная основа для создания прочных и геометрически сложных молекул, и этот дуэт химических достоинств позволил развиться всей жизни, известной в настоящее время во Вселенной.

Орта Star Trek предположительно сделаны на основе кремния.

Тем не менее, если мы знаем, как организована Периодическая таблица, мы знаем, что элементы в вертикальной колонке имеют схожие химические свойства, а прямо под углеродом находится кремний. Вот почему авторы научной фантастики потратили так много времени и чернил на идею жизни на основе кремния; будучи четырехвалентным, кремний является наиболее вероятным альтернативным структурным элементом в совершенно новых формах жизни. Кремний также может прочно связываться с другими атомами кремния (точно так же, как углерод с углеродом) и, таким образом, может дважды зафиксировать определенные конформации на месте. Предполагается, что оба имеют решающее значение для развития жизни.

Конечно, поскольку кремния на Земле намного больше, чем углерода, должна быть причина, по которой мы органические (на основе углерода), а не на основе кремния, и эта причина восходит к Периодической таблице. Не вдаваясь в подробности, отметим, что элементы, находящиеся вертикально ниже в Периодической таблице, имеют более тяжелые ядра и более крупные электронные оболочки; кремний физически больше и тяжелее углерода, что делает его менее подходящим для сверхтонких задач, таких как, например, рекомбинантная ДНК. Кремний также менее активен, чем углерод, а это означает, что жизнь на основе кремния может быть менее разнообразной в химическом отношении или требовать гораздо более широкого набора кремниевых ферментов, запускающих реакции, для создания химически менее желательных соединений.

Тот факт, что вся жизнь на Земле является органической, несмотря на то, что количество атомов кремния на планете превышает число атомов углерода почти в тысячу к одному, может указывать на то, насколько вероятно, что это может произойти где-то еще во Вселенной. Здесь есть множество видов, которые в той или иной степени используют кремний, но ни один из них не использует его в качестве структурного элемента ДНК. Жизнь на основе кремния, безусловно, возможна, но если она действительно существует, есть большая вероятность, что она никогда не сможет развиться до уровня сложности, который позволил углерод прямо здесь, дома.

Кремний и вы

Кремний будет появляться в вашей ленте новостей еще много лет. Несмотря на то, что некоторые рассматривают углерод и другие некремниевые элементы как платформу для вычислений следующего поколения, что будет необходимо, если мы хотим продолжить экспоненциальную историческую тенденцию вычислительной мощности, кремний остается предпочтительным материалом во многих областях. Найдем ли мы новые и захватывающие способы контролировать его обращение с электронами? Возможно. Обнаружим ли мы, что она лежит в основе всей жизни во Вселенной, за исключением той, которая развилась на Земле? Вероятно, нет, хотя это возможно. По крайней мере, мы не собираемся отказываться от его использования в качестве строительного материала, поскольку соединения кремния являются основой горной породы, составляющей большую часть земной коры.

Возможно, мы собираемся оставить кремний позади — но это было не менее вероятно 20 лет назад. По всей вероятности, он по-прежнему будет одним из самых важных веществ для развития человеческого мастерства в физическом мире.

Отмечен в

    Этот сайт может получать партнерские комиссионные от ссылок на этой странице.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *