Hämmastavad tulevikumaterjalid – nimekiri, funktsioonid ja huvitavad faktid

2024 Autor: Henry Conors | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-02-12 06:19

Ungari füüsik Denes Gabor ütles, et tulevikku ei saa ette näha, kuid selle saab välja mõelda. Ja need sõnad peegeldavad täielikult tegelikkust.

Tulevik arenduses

Ma olen kindel, et paljud teist on näinud 1998. aasta filmi The X-Files: The Fight for Future. See on põnevus- ja detektiivielementidega fantaasiafilm. Täna räägime ka materjalidest, mis on tulevik. Neid ei klassifitseerita, kuid nende kohta teatakse vähe. Kuna nende rakendusala on endiselt väike. Kuid aja jooksul saavad need materjalid turul kindlasti kanda ja neid kasutatakse laialdaselt.

Materjalide loetelu, mida täna käsitleme:

1. Airgel.
2. Läbipaistev alumiinium.
3. Metallvaht.
4. Iseparanev betoon.
5. Grafeen.
6. Willow Glass.
7. Klaasplaadid.
8. Seentest ehitusmaterjalid.

Ja nüüd peatume igaühel neist üksikasjalikum alt.

Airgel

Airgel on tulevikumaterjal, mida saab peagi kasutada. Teave selle kohta avaldati juba 2013. aastal. Arendus on Hiina teadlaste vaimusünnitus. See nanomaterjal on korduv altmainitud Guinnessi rekordite raamatus. Kõik tänu selle ainulaadsetele omadustele.

Airgel (vene keelde tõlgituna "külmunud õhk" või "külmunud suits") on uskumatult kerge, kuna selle põhikomponent on õhk. Läbipaistev, kergelt sinaka varjundiga, meenutab külmunud habemeajamisvahtu. See on 99,8% õhk, mis täidab pisikesed rakud, mida saab näha ainult mikroskoobiga.

Airgel on valmistatud tavalisest geelist. Kuid vedela komponendi asemel sisaldab see gaasi. Minimaalse tihedusega (1000 korda väiksem kui klaasi tihedus) on see väga vastupidav. Aerogeeli proovid peavad vastu mitu tuhat korda suuremat kaalu. See on ka hea soojusisolaator ja seda saab kasutada kosmoserakendustes.

Kasutuslihtsus muudab selle peaaegu universaalseks. Kuid kõige rohkem kasutatakse aerogeeli ehituses soojusisoleeriva, niiskuskindla ja töökindla materjalina.

Läbipaistev alumiinium

Tehnoloogiad liiguvad edasi – ja nüüd ilmub meedias regulaarselt teavet, et teadlased on loonud läbipaistva alumiiniumi. See uusim materjal, mis töötati hiljuti välja ja müüdi kaubamärgi ILON all, koosneb alumiiniumist, lämmastikust ja hapnikust.

Alumiiniumkvartsoksünitriidi põhiülesanne on kuulikindla klaasi asendamine. Kuid seda saab kasutada mitte ainult sel eesmärgil. Tuleviku materjal on löögikindel. Temapeaaegu võimatu kriimustada. Samal ajal on läbipaistev alumiinium pool klaasi kaalust.

Täna hakati ALON-i kasutama. Microsoft kasutab juba metalli. See sisaldub "nutikella" korpuses. Võib-olla valmistatakse kunagi kvarts-alumiiniumoksünitriidist struktuure. Kuid ainult siis, kui selle materjali hind langeb. Tulevased kulutused ulatuvad miljarditesse, kui kulud ei muutu demokraatlikumaks.

Metallvaht

Sellel kergel materjalil on ainulaadne võime peatada kuuli õhus ja muuta see tolmuks. Sel juhul võib vahu koostis varieeruda. Ühtset "retsepti" pole. Näiteks gaasi juhtimine läbi sulametalli. Või lisage sula alumiiniumile pulbrilist titaanhüdriidi.

Metallvaht on näide materjalide arengust. Nüüd tunduvad need olevat uudishimu, kuid varsti saavad neist midagi tavalist ja tuttavat.

Õhutaskute olemasolu tõttu on vahul soojusisolatsiooni omadused. See ei vaju vette, seda on lihtne lõigata. See võimaldab teil seda kasutada dekoratiivtöödeks. Lisaks on sellel loomulik ja ilus muster.

Materjal on akustilised omadused, see on korrosioonikindel ja ei sula isegi väga kõrge temperatuuriga kokkupuutel. Selle stabiilsuse uuringud on juba läbi viidud. Isegi temperatuuril 1482°C see oksüdeerus, kuid selle tugevus ja struktuur säilisid. Madalamad temperatuurid ei mõjuta üldse materjali välimust ja omadusi.

Iseparanev betoon

Püstitatud konstruktsiooni vastupidavus hoone ehitamisel on alati kaheldav. Ebaausad ehitajad ja ebakvaliteetsed materjalid võivad uue hoone väga kiiresti hävitada. Ja selle taastamine nõuab alati suuri rahalisi kulutusi.

Hollandi teadlased on selle probleemi lahendanud. Nad lõid iseparaneva betooni, mis sisaldab elusaid baktereid ja k altsiumlaktaati. Kujutage ette, betoon "plaastrid" ise! Kuidas need töötavad?

Bakterid neelavad k altsiumlaktaati ja toodavad lubjakivi. See täidab praod ja taastab peaaegu täielikult betooni terviklikkuse, mis säästab tulevikus oluliselt remondikulusid ja pikendab oluliselt kasutusiga.

Selle biobetooni lõi Henk Jonkers Hollandi tehnikaülikoolist. Teadlane ja tema meeskond kulutasid selle ime tegemiseks 3 aastat. Henk ütleb, et valis välja bakteripulgad, mis võivad ilma vee ja hapnikuta elada aastakümneid. Bakterid asetatakse spetsiaalsetesse kapslitesse. Nad avanevad ja "vabastavad" baktereid, kui vesi imbub läbi pragude. Toodet on juba eduk alt katsetatud järve lähedal asuva päästejaama hoone peal.

Seda materjali praegu veel ei kasutata. Ja tulevik on kahtlemata tema.

Grafeen

Teadlased on kindlad, et see materjal on tulevik. Taon 1 aatomi paksune süsinikukiht. Seda nimetatakse maailma kõige õhemaks materjaliks.

On tähelepanuväärne, et grafeen saadi juhuslikult – teadlased Andrey Geim ja Konstantin Novoselov lihts alt lõbutsesid. Nalja pärast uurisid nad kleeplindi tükke, mida kasutatakse grafiidi substraadina. Kleeplindi abil hakati kiht-kihi haaval süsinikku maha koorima. Selle tulemusel saime täiesti ühtlase süsinikukihi, mille paksus on aatomi. 2010. aastal pälvisid teadlased selle avastuse eest Nobeli preemia.

Grafeeni omadused võimaldavad meil pidada seda tulevaste tehniliste arengute aluseks. See on terasest oluliselt tugevam, mis muudab tulevikuvidinad kinnitustele vastupidavamaks. Ja isegi kümneid kordi kiirendab Interneti-juurdepääsu kiirus. Sellist omadust hindavad kindlasti kõik suhtlusvõrgustike kasutajad.

Grafeen on tulevikumaterjal. Teadlased rääkisid hiljuti tema kohta huvitava fakti. Uurimistöö käigus selgus, et kahekihilisest üheaatomilisest grafeenist võib saada suurepärane materjal soomusvestideks – kõva nagu teemant, aga painduv.

Sellel materjalil on aga ka puudusi. See võib kahjustada keskkonda ja inimeste tervist. Pinnavee saastumine grafeeniga võib muuta need mürgiseks.

Jätkame meie uskumatute tulevaste materjalide loendit.

Willow Glass

Selle klaasi tarnis Corning, mis on juba nutitelefonidele ja tahvelarvutitele kaitsva katte Gorilla Glass tootja. See klaas on tuntud oma löögi- ja kriimustuskindluse poolest. Tootjad otsustasid aga minna kaugemale ja välja töötada uue katte – Willow Glass.

See on klaas, mille paksus on võrreldav A4-formaadis paberi paksusega. See on ainult 100 mikrotonni. Oma funktsionaalsuselt meenutab see tavalist klaasi ja väliselt on see väga sarnane plastikuga. Ühe olulise lisaga – sellel on paindlikkus. Willow Glassi saab painutada eri suundades, kartmata oma omadusi kaotada.

Võib-olla hakkab peagi see ainulaadne klaas olema nutitelefonide ekraaniks. Lisaks hämmastavale paindlikkusele on Willow Glass ka uskumatult vastupidav kõrgetele temperatuuridele, kuni 500°C.

Paraku pole klaasil Gorilla Glassi tugevust ja see ei kaitse nii tõhus alt mehaaniliste kahjustuste eest.

Klaasplaat

Klaasplaadi lõi Šveitsi ettevõte SolTech Energy. See ettevõte asutati 2006. aastal. Tema tegevus on suunatud alternatiivenergia valdkonna uuenduste arendamisele ja nende kättesaadavusele laiale hulgale inimestele. Kahtlemata on see tulevikumaterjal.

Klaasplaat ei ole absoluutne uudsus, kuid ettevõtte töötajad väidavad, et on seda täiustanud.

Sellise katvuse peamistest eelistest on järgmised:

1. Tugevus. Materjal ei jää alla oma metallist kolleegidele.
2. Selle suurus ja kuju on valitud selliselt, et seda saab tavalise metallplaadiga kasutada pooleks.
3. Ilu. Klaaskate katuselenäeb välja suurejooneline ja sulandub harmooniliselt iga hoone kujundusega.

Selle tööpõhimõte on üsna lihtne. Päikesekiired pääsevad kergesti läbi klaasi. Ja siis jäävad need spetsiaalsetele pindadele, mis neelavad päikeseenergiat. Seda energiat saate elanike äranägemise järgi käsutada – kasutada kütteks või elektrivõrku. Suurim efekt saavutatakse, kui katus pöörata lõunasse.

Seenemajad

Selgub, et seened on suurepärane ehitusmaterjal. Ameeriklased tulid selle ideega esmakordselt välja.

Ecovative asutasid Polütehnilise Instituudi lõpetajad. Selle asutajate Gavin McIntyre'i ja Eben Bayeri sõnul saab seeneniidistikust saada väga erinevat materjali. Mitte ainult ehituseks, vaid ka kingade või mööbli tootmiseks. Mütseel on peenikeste niitide kobar, mis toidab seeni talle vajalike mikroelementidega. See lagundab maapinnas orgaanilist ainet (närbunud rohi jne). Selle protsessi käigus eraldab see aineid, kleepudes kokku substraadi, millel see kasvab.

Loo seentest materjali järgmiselt: ühenda seeneniidistik ja substraat, paki saadud aine vormidesse ja pane pimedasse kohta. Mõne päeva pärast lahustab seeneniidistik niidid, justkui tsementeerides substraati. Kuivatamise ja kuumtöötlemise käigus seeneniidistik hukkub. Substraat muutub kasutusvalmis. Tehnoloogia on lihtne, kuid geniaalne, muutes seened üheks suurepäraseks tulevikumaterjaliks.