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Silizium ist wohl eines, wenn nicht das wichtigste Element für die geisteswissenschaftliche Entwicklung in der modernen Geschichte und der industriellen Revolution. Das Element wurde 1824 vom schwedischen Chemiker Jöns Jacob Berzelius entdeckt, nachdem er Kaliumchips in einem Behälter erhitzt und dann weggewaschen hattedie Rückstände und Nebenprodukte. Auf der Innenseite des Behälters klebte fast reines Silizium.
Silizium wird jetzt hergestellt, indem Sand mit Kohlenstoff auf Temperaturen nahe erhitzt wird. 2200 ° C . Es ist das siebthäufigste Element im Universum und eines der vielseitigsten Elemente, die vom Menschen ständig in Produkten verwendet und implementiert werden.
Öfen
Bald nach der Eiszeit begann eine neue Ära der Menschheit. 8.000 v. Chr. Die Menschen im Nahen Osten begannen bereits mit der Landwirtschaft. Mit dem Zustrom von Materialien und Lebensmitteln mussten neue Wege entwickelt werden, um sie für lange Zeiträume zu lagern. Während Feuer viele Jahre zuvor verwendet wurde, war es weitgehend ungezwungen und ehergefährlich. Mit dem Bedürfnis nach größerer Kontrolle über das Feuer wurden Tonöfen entwickelt. Ton mit einer großen Zusammensetzung von Kaolinit Al2Si2O5 OH 4 erwies sich als unglaublich hitzebeständig und konnte im nassen Zustand leicht geformt werden.Während sie eine vereinfachte Funktionalität behielten, erwiesen sich Öfen als nicht verbrauchbare Ressource.Die Öfen ermöglichten es frühen Generationen, Lebensmittel zu konservieren und Ziegel zu härten, wodurch die Bevölkerung wachsen konnte, da strukturell einwandfreiere Häuser zeitnah und über Generationen hinweg hergestellt werden konnten.Der große Zustrom von Nahrungsmitteln und Baumaterialien sollte ein wesentlicher Bestandteil des Wohlstands und des Überlebens künftiger Generationen werden.
Glas
Obwohl es nicht offensichtlich sein mag, hat Glas eine große Rolle in der Blüte der Menschheit gespielt. Frühe Generationen verließen sich stark auf natürlich vorkommendes Glas, Obsidian, um Messer, Pfeilspitzen und sogar Geld herzustellen. Die ersten Glasproduktionen können es jedoch seinzurückverfolgt nach Syrien in 5000 v. Chr. Mit einer offensichtlich großen Menge Silikon in und auf der Erdkruste war es nur eine Frage der Zeit, bis jemand Zeuge wurde, wie das Gestein schmolz und zu Glas aushärtete. Obwohl es sich zu Beginn der Glasherstellung als unheimlich schwierig erwies, damit zu arbeitenGlas.
Glasschmelzöfen waren eher klein und hatten kaum genug Wärme, um das Glas zu schmelzen. Nach der Erfindung des Blasrohrs durch Syrien wurde die Herstellung von Glas jedoch einfacher, schneller und wirtschaftlicher. Das Römische Reich übernahm weitgehend die Glasherstellung und implementierte siees in allen Ländern unter seiner Kontrolle. Glashandwerker entdeckten neue Wege, um das Glas fester, klarer und bruchsicherer zu machen.
Heute wird Glas in praktisch allen Gebäuden eingesetzt. Heute kann Glas fast so stark wie Stahl sein, robust genug, um mehreren Kugeln standzuhalten, und zur Stromerzeugung verwendet werden. Obwohl einige klare Materialien aus Kunststoff und Kunststoff entwickelt wurdenSelbst Holz, Glas bleibt das vielseitigste und lässt es als klare Wahl.
Transistoren und elektronische Verwendung
Es wäre unmöglich, die Innovationen von Silizium zu diskutieren, ohne seine bemerkenswertesten Implementierungen in der elektronischen Welt zu erwähnen, und sich sogar einen Namen im Silicon Valley der Vereinigten Staaten zu verdienen. Insbesondere in Bezug auf Transistoren führte Silizium zur Entwicklung der größten Errungenschaften des Menschen- langlebige, leistungsstarke Computer.
Silizium ist weder ein Metall noch ein Nichtmetall. Es gehört zur selben Familie wie Kohlenstoff - das Metalloid. Silizium zeigt Eigenschaften von Metallen und Nichtmetallen, die in der Lage sind, einen Strom basierend darauf zu übertragen, ob es geladen ist oder nichtDie Position 'Ein' oder 'Aus' kann erreicht werden, wodurch die Binärfunktion aktiviert wird.
Während die ersten Transistoren aus Germanium hergestellt wurden, behinderten ihre Einschränkungen bei den Betriebstemperaturen und Stromleckageproblemen im ausgeschalteten Zustand ihre Betriebspotentiale erheblich. Obwohl es schwieriger ist, mit Silizium zu arbeiten, ist hochreines "Halbleiterqualität"Mit Silizium können Geräte von -55 bis 125 ° C arbeiten - eine signifikante Verbesserung des Rechenpotenzials. 1954 entwickelte der Chemiker Morris Tanenbaum von Bell Labs den ersten funktionellen Siliziumtransistor, der die Welt der Computer für immer verändert.
Solarzellen
Silizium wurde zu einem Hauptschwerpunkt für Wissenschaftler und Ingenieure. Anfang 1954 arbeiteten Ingenieur Daryl Chapin und Physiker Gerald Pearson an einer bestimmten Methode, bei der eine Schicht von Boratomen in Wafer aus n-Typ-Silizium diffundiert wurde, die wiederum erzeugt wurdengroße Flächen von pn-Übergängen, die sich leicht unter der Oberfläche befinden. Das Beleuchten einer Lichtquelle an den Übergängen erzeugte einen starken elektrischen Strom, basierend auf dem Photovoltaikeffekt. entdeckt von Ohl 1940 Meilenstein 1940. Das Gerät konnte eine sich nähernde Effizienz aufrechterhalten 6 Prozent . Das neue Gerät wurde als " bezeichnet Solarbatterie ". Vor den 1950er Jahren wurden Solarzellen bereits in großem Umfang eingesetzt, um ländliche Telefonsysteme und Weltraumsatelliten mit Strom zu versorgen.
Heutzutage wird Silizium in praktisch jedem Projekt implementiert. Die Vielseitigkeit von Silikonen ermöglicht es, Wärme zu widerstehen und gleichzeitig die Metalloideigenschaften beizubehalten, die die Herstellung von Transistoren ermöglichten. Jetzt ist Silizium ein integraler Bestandteil der Elektronik geworden und wird immer noch stark in Bauprodukten implementiertSilizium ist das vielseitigste Material der Welt, es ist eines der wichtigsten Elemente auf der Erde. Damit wurden viele, wenn nicht die meisten Innovationen der Welt größtenteils durch die Entdeckung von Silizium geschaffen.
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Geschrieben von Maverick Baker