Ljudi su uvijek tražili priliku za izradu najkvalitetnijih i funkcionalnijih materijala. Denis Yushin, autor popularnog bloga Znanost i budućnost Science & Future u Yandex.Den, govori o materijalima koji će promijeniti svijet.
Grafen
Najperspektivniji materijal budućnosti je grafen, dvodimenzionalna modifikacija ugljika koja se sastoji od ravne kristalne rešetke debljine jedan atom. Kristalna rešetka grafena je ravnina koja se sastoji od šesterokutnih stanica.
S jedne strane, sva nevjerojatna teorijska svojstva grafena ograničena su činjenicom da znanstvenici još nisu uspjeli dobiti idealan dvodimenzionalni film u slobodnom stanju zbog njegove termodinamičke nestabilnosti. Međutim, grafen ima jedinstvenu električnu vodljivost, što ga čini izvrsnom zamjenom silicija.
To će stvoriti još minijaturnije elektroničke uređaje. Osim toga, grafen je idealan za pohranu energije u gorivnim ćelijama, za upotrebu u optici, stvaranje fleksibilnih zaslona, pa čak i za čišćenje tekućina, jer grafenski film propušta molekule vode, zadržavajući druge tvari.
Kako biste iskoristili većinu jedinstvenih svojstava grafena, nije ga potrebno primjenjivati u savršenom obliku. Ako se u filmu s grafenom pojave oštećenja, može postojati u obliku nanocjevčica. Kompozitni materijali, izvori struje, neuroračunarska sučelja i bionika (na primjer, umjetni mišići) - praktički nema ograničenja za upotrebu nanocjevčica.
Čak se i zloglasni „dizalo prostora“ može izgraditi zahvaljujući ugljičnim nanocijevima, jer teoretski jednozidna nanocjevčica duga nekoliko kilometara može izdržati težinu i do tone po kvadratnom milimetru.
Vantabalck
Britanska tvrtka Surrey Nanosystems razvila je materijal koji može apsorbirati do 99,965% ugašenog svjetla, što ga čini najmračnijim materijalom na svijetu. Ime mu je prikladno - Vantabalck.
To zadivljujuće svojstvo se objašnjava činjenicom da su formirane od ugljikovih nanocjevčica, koje su toliko male da fotoni jednostavno ne mogu proći između njih.
Čini se da, kako crni materijal može biti koristan? Pomaže u sprečavanju raspršivanja svjetlosti, što se može koristiti u teleskopima. Vantabalck može značajno poboljšati kvalitetu infracrvenih kamera. Može se koristiti za stvaranje sustava toplinske zaštite.
Sposobnost materijala da apsorbira različita zračenja otvara mogućnost stvaranja najlakših i izdržljivih presvlaka svemirskih letjelica koje štite od zračenja.
Zanimljivo je da je stručnjacima Surrey Nanosystemsa zabranjeno da s novinarima razgovaraju o izgledima vojne upotrebe Vantabalcka, a na pitanje troškova odgovaraju što je sažetije: "to je vrlo skupo." Ali Vantablack u vojnom polju, barem se može upotrijebiti za stvaranje "temperaturne kamuflaže".
Graphene Airgel
U posljednjem desetljeću, airgels, razvijen kao klasa materijala 1931. godine, počeo je pridavati mnogo više pozornosti. Također ne može bez ugljika.Još u 2011. godini, na višeplastnim ugljikovim nanocjevčicama stvoren je aerogel s gustoćom od 4 mg / cm3. Gotovo svake godine pojavili su se aerogeli s manjom gustoćom, a danas je najlakši materijal grafen airgel čija je gustoća samo 0,16 mg / cm3.
Iznenađujuće, materijal koji dobivaju stručnjaci ima izuzetno visoku čvrstoću i elastičnost. Nakon kompresije brzo se vraća u formu. U jednoj sekundi može apsorbirati do 68 grama organskih spojeva. Istodobno, aerogel drži tvari koje nisu topive u vodi do 900 puta veće od vlastite težine.
Tako će, u slučaju katastrofe, na primjer, izlijevanja nafte, biti moguće ne samo prikupiti sve s površine vode, već i izgubiti praktički ništa, jednostavnim izbacivanjem iz zračnog luka.
Osim toga, aerogel se može koristiti kao izolacijski materijal, u sustavima za skladištenje energije za kataliziranje reakcija i kao punilo složenih kompozitnih materijala.
Čaša za vrbe
Svi znaju za Gorilla Glass otporno staklo, ali što je s fleksibilnim staklima koja imaju ista svojstva čvrstoće? Upoznajte Willow Glass - s debljinom od samo 100 mikrona (debljina lima A4), ostao je otporan na mehanička oštećenja na razini gorile.
Najočitija aplikacija za njega je stvaranje fleksibilnih pametnih telefona, ali ova ideja nije toliko popularna. Ali govorimo o fleksibilnom i vrlo izdržljivom staklu, tako da neće biti problema s njegovom uporabom. Razvojna tvrtka kaže da će se njihov proizvod u budućnosti široko koristiti u stvaranju, na primjer, rasvjetne opreme ili čak solarnih panela.
Apsolutno sve što nas okružuje sastoji se od širokog spektra materijala i, čini se, zašto stvarati nove ako je sve već tamo? Odgovor je očit: trebamo brinuti o okolišu, razumjeti da resursi nisu neograničeni, razvijati ocean i nove svjetove i samo poboljšati život svima na Zemlji. Novi materijali uvijek su nove mogućnosti za daljnji razvoj.