Žmonės visada ieškojo galimybės sukurti aukščiausios kokybės ir funkcionalias medžiagas. „Yandex.Den“ populiaraus mokslo ir tinklaraščių tinklaraščio „Science & Future“ autorius Denisas Jušinas pasakoja apie medžiagas, kurios pakeis pasaulį.
Grafenas
Perspektyviausia ateities medžiaga yra grafenas, dvimatė anglies modifikacija, susidedanti iš plokščios kristalinės gardelės, kurios storis yra vienas atomas. Grafeno kristalų gardelė yra plokštuma, susidedanti iš šešiakampių ląstelių.
Viena vertus, visas neįtikėtinas teorines grafeno savybes riboja tai, kad mokslininkams dar nepavyko išgauti idealios dvimatės plėvelės laisvoje būsenoje dėl jos termodinaminio nestabilumo. Tačiau grafenas turi unikalų elektrinį laidumą, todėl jis yra puikus silicio pakaitalas.
Tai sukurs dar daugiau miniatiūrinių elektroninių prietaisų. Be to, grafenas yra idealus energijos kaupimui kuro elementuose, naudojimui optikoje, lanksčių ekranų kūrimui ir net skysčių valymui, nes grafeno plėvelė praleidžia vandens molekules, sulaikydama kitas medžiagas.
Norint pasinaudoti dauguma unikalių grafeno savybių, nebūtina jo naudoti nepriekaištingai. Jei grafeno plėvelėje atsiranda defektų, tai gali būti nanovamzdelių pavidalu. Kompozicinės medžiagos, dabartiniai šaltiniai, neurokompiuterių sąsajos ir bionikai (pavyzdžiui, dirbtiniai raumenys) - nanovamzdelių naudojimui praktiškai nėra jokių apribojimų.
Anglies nanovamzdelių dėka galima pastatyti net garsiai žinomą „kosminį liftą“, nes teoriškai kelių kilometrų ilgio vieno sienos nanovamzdelis gali atlaikyti iki tonos kvadratiniame milimetro svorį.
Vantabalckas
Britų kompanija „Surrey Nanosystems“ sukūrė medžiagą, galinčią sugerti iki 99,965% kritusios šviesos, todėl ši medžiaga yra juodiausia medžiaga pasaulyje. Jo vardas tinkamas - Vantabalck.
Tokia nuostabi savybė paaiškinama tuo, kad ją sudaro anglies nanovamzdeliai, kurie yra tokie maži, kad fotonai tiesiog negali praeiti tarp jų.
Atrodytų, kuo gali būti naudinga juodžiausia medžiaga? Tai padeda išvengti šviesos išsklaidymo, kuris gali būti naudojamas teleskopuose. „Vantabalck“ gali žymiai pagerinti infraraudonųjų spindulių kamerų kokybę. Jis gali būti naudojamas kuriant šiluminės apsaugos sistemas.
Medžiagos gebėjimas sugerti įvairią radiaciją atveria galimybę sukurti lengviausias ir patvariausias erdvėlaivių dangas, saugančias nuo radiacijos.
Įdomu tai, kad „Surrey Nanosystems“ specialistams draudžiama su žurnalistais aptarti Vantabalcko karinio naudojimo perspektyvas, ir jie į sąnaudas į klausimą atsako kaip įmanoma glaustai: „tai labai brangu“. Bet bent jau „Vantablack“ kariniame lauke gali būti naudojamas „temperatūros kamufliažui“ sukurti.
Grafeno aerogelis
Pastarąjį dešimtmetį oro angelai, 1931 m. Sukurti kaip medžiagų klasė, ėmė žymiai daugiau dėmesio. Čia taip pat negalėjo išsiversti be anglies.Dar 2011 m., Remiantis daugiasluoksniais anglies nanovamzdeliais, buvo sukurtas 4 mg / cm3 tankio orelis. Beveik kiekvienais metais pasirodė mažesnio tankio aerogeliai, o šiandien lengviausia medžiaga yra grafeno aerogelis, kurio tankis yra tik 0,16 mg / cm3.
Keista, tačiau specialistų gauta medžiaga pasižymi ypač dideliu tvirtumu ir elastingumu. Po suspaudimo jis greitai grįžta į formą. Per vieną sekundę jis sugeba absorbuoti iki 68 gramų organinių junginių. Tuo pačiu metu aerogelis sulaiko medžiagas, kurios netirpsta vandenyje iki 900 kartų didesnės už savo svorį.
Taigi, įvykus katastrofai, pavyzdžiui, išsiliejus naftai, bus galima ne tik surinkti visa tai iš vandens paviršiaus, bet ir praktiškai nieko neprarasti, tiesiog ją išspaudžiant iš oro angelo.
Be to, aerogelis gali būti naudojamas kaip izoliacinė medžiaga, energijos kaupimo sistemose reakcijų katalizavimui ir kaip užpildų sudėtinėms kompozicinėms medžiagoms.
Gluosnių stiklas
Visi žino apie „Gorilla Glass“ atsparų smūgiams stiklą, bet kaip su lanksčiu stiklu, turinčiu tas pačias stiprumo savybes? Susipažinkite su gluosnių stiklu - kurio storis yra tik 100 mikronų (A4 formato lapo storis), jis išliko atsparus mechaniniams pažeidimams gorilos lygyje.
Akivaizdžiausias pritaikymas jam yra lanksčių išmaniųjų telefonų kūrimas, tačiau ši idėja nėra tokia populiari. Bet mes kalbame apie lankstų ir labai patvarų stiklą, kad nekiltų problemų dėl jo naudojimo. Vystymo kompanija sako, kad ateityje jų produktas bus plačiai naudojamas kuriant, pavyzdžiui, apšvietimo įrangą ar net saulės baterijas.
Absoliučiai viskas, kas mus supa, susideda iš daugybės medžiagų ir, atrodytų, kodėl verta kurti naujas, jei viskas jau yra? Atsakymas akivaizdus: turime rūpintis aplinka, suprasti, kad ištekliai nėra neriboti, plėtoti vandenyną ir naujus pasaulius ir tiesiog padaryti gyvenimą geresnį kiekvienam Žemėje. Naujos medžiagos visada yra naujos galimybės toliau tobulėti.