Οι άνθρωποι πάντα αναζητούσαν την ευκαιρία να δημιουργήσουν υλικά υψηλής ποιότητας και λειτουργικότητας. Ο Denis Yushin, συγγραφέας του blog επιστημονικής φαντασίας Science & Future στο Yandex.Den, μιλάει για υλικά που θα αλλάξουν τον κόσμο.

Γραφενίου

Το πιο ελπιδοφόρο υλικό του μέλλοντος είναι το γραφένιο, μια δισδιάστατη τροποποίηση άνθρακα που αποτελείται από ένα πλέγμα επίπεδης κρυστάλλου πάχους ενός ατόμου. Το πλέγμα κρυσταλλικού γραφενίου είναι ένα επίπεδο που αποτελείται από εξαγωνικά κύτταρα.

Από τη μία πλευρά, όλες οι απίστευτες θεωρητικές ιδιότητες του γραφενίου περιορίζονται από το γεγονός ότι οι επιστήμονες δεν μπόρεσαν ακόμη να αποκτήσουν ένα ιδανικό δισδιάστατο φιλμ σε ελεύθερη κατάσταση λόγω της θερμοδυναμικής αστάθειας. Ωστόσο, το γραφένιο έχει μια μοναδική ηλεκτρική αγωγιμότητα, γεγονός που το καθιστά ένα εξαιρετικό υποκατάστατο του πυριτίου.

Αυτό θα δημιουργήσει ακόμη περισσότερες μικροσκοπικές ηλεκτρονικές συσκευές. Επιπλέον, το γραφένιο είναι ιδανικό για αποθήκευση ενέργειας σε κυψέλες καυσίμου, για χρήση στην οπτική, δημιουργία ευέλικτων οθονών και ακόμη και για καθαρισμό υγρών, επειδή μια μεμβράνη γραφενίου περνά μόρια νερού, παγιδεύοντας άλλες ουσίες.

Για να επωφεληθείτε από τις περισσότερες από τις μοναδικές ιδιότητες του γραφενίου, δεν είναι απαραίτητο να το εφαρμόσετε σε τέλεια μορφή. Εάν εμφανιστούν ελαττώματα στο φιλμ γραφενίου, μπορεί να υπάρχουν με τη μορφή νανοσωλήνων. Σύνθετα υλικά, τρέχουσες πηγές, διεπαφές νευροϋπολογιστών και βιονικά (για παράδειγμα, τεχνητοί μύες) - πρακτικά δεν υπάρχουν περιορισμοί στη χρήση νανοσωλήνων.

Ακόμη και ο περίφημος "διαστημικός ανελκυστήρας" μπορεί να κατασκευαστεί χάρη στους νανοσωλήνες άνθρακα, επειδή θεωρητικά ένας μονότοιχος νανοσωλήνας μήκους αρκετών χιλιομέτρων μπορεί να αντέξει βάρος έως έναν τόνο ανά τετραγωνικό χιλιοστόμετρο.

Βανταμπάλκ

Η βρετανική εταιρεία Surrey Nanosystems έχει αναπτύξει ένα υλικό που μπορεί να απορροφήσει έως και το 99,965% του περιστατικού φωτός, καθιστώντας το το πιο μαύρο υλικό στον κόσμο. Το όνομά του είναι κατάλληλο - Vantabalck.

Αυτή η καταπληκτική ιδιότητα εξηγείται από το γεγονός ότι σχηματίζεται από νανοσωλήνες άνθρακα, οι οποίοι είναι τόσο μικροί που τα φωτόνια απλά δεν μπορούν να περάσουν μεταξύ τους.

Φαίνεται, πώς μπορεί το πιο μαύρο υλικό να είναι χρήσιμο; Βοηθά στην αποτροπή της σκέδασης του φωτός, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε τηλεσκόπια. Το Vantabalck μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την ποιότητα των υπέρυθρων καμερών. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία συστημάτων θερμικής προστασίας.

Η ικανότητα ενός υλικού να απορροφά διάφορες ακτινοβολίες ανοίγει την προοπτική δημιουργίας των πιο ελαφρών και ανθεκτικών επικαλύψεων του διαστημικού σκάφους που προστατεύουν από την ακτινοβολία.

Είναι ενδιαφέρον ότι οι ειδικοί του Surrey Nanosystems απαγορεύονται να συζητήσουν τις προοπτικές της στρατιωτικής χρήσης του Vantabalck με δημοσιογράφους και απαντούν στο ζήτημα του κόστους όσο πιο σύντομα γίνεται: "είναι πολύ ακριβό." Αλλά το Vantablack στη στρατιωτική σφαίρα, τουλάχιστον, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία «καμουφλάζ θερμοκρασίας».

Graphene Airgel

Την τελευταία δεκαετία, οι αερογέλες, που αναπτύχθηκαν ως κατηγορία υλικών το 1931, άρχισαν να δίνουν πολύ περισσότερη προσοχή. Εδώ, επίσης, δεν μπορούσε να κάνει χωρίς άνθρακα.Το 2011 δημιουργήθηκε αερογέλη με πυκνότητα 4 mg / cm3 με βάση πολυστρωματικούς νανοσωλήνες άνθρακα. Σχεδόν κάθε χρόνο, εμφανίστηκαν αερογέλη με χαμηλότερη πυκνότητα, και σήμερα το ελαφρύτερο υλικό είναι η αερογέλη γραφενίου, της οποίας η πυκνότητα είναι μόνο 0,16 mg / cm3.

Παραδόξως, το υλικό που λαμβάνεται από ειδικούς έχει εξαιρετικά υψηλή αντοχή και ελαστικότητα. Επιστρέφει γρήγορα στη φόρμα μετά τη συμπίεση. Σε ένα δευτερόλεπτο, μπορεί να απορροφήσει έως και 68 γραμμάρια οργανικών ενώσεων. Ταυτόχρονα, η αερογέλη διατηρεί ουσίες που δεν είναι διαλυτές στο νερό έως και 900 φορές το βάρος της.

Έτσι, σε περίπτωση καταστροφής, για παράδειγμα, διαρροής πετρελαίου, θα είναι δυνατό όχι μόνο να τα συλλέγουμε όλα από την επιφάνεια του νερού, αλλά και να χάνουμε σχεδόν τίποτα, απλώς πιέζοντάς το έξω από μια αερογέλη.
Επιπλέον, η αερογέλη μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μονωτικό υλικό, σε συστήματα αποθήκευσης ενέργειας για την κατάλυση αντιδράσεων και ως πληρωτικό για σύνθετα σύνθετα υλικά.

Γυαλί ιτιάς

Όλοι γνωρίζουν το γυαλί Gorilla Glass, αλλά τι γίνεται με εύκαμπτο γυαλί που έχει τις ίδιες ιδιότητες αντοχής; Γνωρίστε το Willow Glass - με πάχος μόλις 100 μικρά (πάχος φύλλου A4), παρέμεινε ανθεκτικό σε μηχανικές βλάβες στο επίπεδο των γορίλλων.

Η πιο προφανής εφαρμογή για αυτόν είναι η δημιουργία ευέλικτων smartphone, αλλά αυτή η ιδέα δεν είναι τόσο δημοφιλής. Αλλά μιλάμε για ένα εύκαμπτο και πολύ ανθεκτικό γυαλί, οπότε δεν θα υπάρχουν προβλήματα με τη χρήση του. Η εταιρεία ανάπτυξης λέει ότι στο μέλλον το προϊόν τους θα χρησιμοποιηθεί ευρέως στη δημιουργία, για παράδειγμα, εξοπλισμού φωτισμού ή ακόμη και ηλιακών συλλεκτών.

Απολύτως ό, τι μας περιβάλλει αποτελείται από μια μεγάλη ποικιλία υλικών και, φαίνεται, γιατί να δημιουργήσετε νέα αν όλα είναι ήδη εκεί; Η απάντηση είναι προφανής: πρέπει να νοιαζόμαστε για το περιβάλλον, να καταλάβουμε ότι οι πόροι δεν είναι απεριόριστοι, να αναπτύξουμε τον ωκεανό και τους νέους κόσμους και απλώς να κάνουμε τη ζωή καλύτερη για όλους στη Γη. Τα νέα υλικά είναι πάντα νέες ευκαιρίες για περαιτέρω ανάπτυξη.