Болашақтың таңғажайып материалдары - тізім, мүмкіндіктер және қызықты деректер

2024 Автор: Henry Conors | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-02-12 09:50

Венгр физигі Денес Габор болашақты болжауға болмайтынын, бірақ оны ойлап табуға болатынын айтты. Және бұл сөздер шындықты толығымен көрсетеді.

Болашақ дамуда

Көпшілігіңіз 1998 жылы шыққан «Х-файлдар: Болашақ үшін күрес» фильмін көргеніңізге сенімдімін. Бұл триллер және детективтік элементтері бар фантастикалық фильм. Бүгін біз болашақ материалдар туралы да айтамыз. Олар жіктелмеген, бірақ олар туралы аз біледі. Өйткені олардың қолданылу аясы әлі шағын. Бірақ уақыт өте келе бұл материалдар нарықта өз орнын алып, кеңінен қолданылатыны сөзсіз.

Бүгін қарастыратын материалдар тізімі:

1. Аэрогель.
2. Мөлдір алюминий.
3. Метал көбік.
4. Өзін-өзі емдейтін бетон.
5. Графен.
6. Тал шыны.
7. Шыны плиткалар.
8. Саңырауқұлақтардан жасалған құрылыс материалдары.

Ал енді олардың әрқайсысына толығырақ тоқталайық.

Аэрогель

Airgel – бұл жақын арада пайдалануға болатын болашақ материал. Бұл туралы ақпарат сонау 2013 жылы жарияланған. Әзірлеу Қытай ғалымдарының туындысы. Бұл наноматериал бірнеше рет болдыГиннестің рекордтар кітабына енген. Барлығы оның бірегей қасиеттерінің арқасында.

Airgel (орыс тіліне аударғанда «мұздатылған ауа» немесе «мұздатылған түтін») керемет жеңіл, өйткені оның негізгі құрамдас бөлігі ауа. Мөлдір, аздап көкшіл реңктері бар, ол мұздатылған қырыну көбігіне ұқсайды. Бұл тек микроскоппен көруге болатын кішкентай жасушаларды толтыратын 99,8% ауа.

Аэргель қарапайым гельден жасалған. Бірақ сұйық компоненттің орнына оның құрамында газ бар. Минималды тығыздықпен (әйнек тығыздығынан 1000 есе аз) ол өте берік. Аэрогель үлгілері өз салмағынан бірнеше мың есе көп төзімді. Ол сондай-ақ жақсы жылу изоляторы болып табылады және ғарыштық қолданбаларда пайдалануға болады.

Жұмыс жеңілдігі оны әмбебап етеді. Бірақ аэрогель құрылыста жылу өткізбейтін, ылғал өткізбейтін, сенімді материал ретінде ең көп қолданылады.

Мөлдір алюминий

Технологиялар алға жылжуда - енді ғалымдардың мөлдір алюминий жасағаны туралы ақпарат бұқаралық ақпарат құралдарында үнемі пайда болады. Жақында әзірленген және ILON брендімен сатылған бұл ең жаңа материал алюминий, азот және оттегіден тұрады.

Алюминий кварц-оксинитридінің негізгі міндеті - оқ өткізбейтін шыны ауыстыру. Дегенмен, оны тек осы мақсатта ғана емес қолдануға болады. Болашақтың материалы соққыға төзімді. Оныңтырнау мүмкін емес дерлік. Сонымен бірге мөлдір алюминий шынының салмағының жартысына тең.

Бүгін ALON қолданыла бастады. Microsoft қазірдің өзінде металды пайдаланып жатыр. Ол «ақылды сағаттың» корпусында орналасқан. Мүмкін бір күні кварц-алюминий оксинитридінен құрылымдар жасалуы мүмкін. Бірақ бұл материалдың бағасы төмендеген кезде ғана. Құны демократиялық болмайынша, болашақ шығындар миллиардтаған болады.

Метал көбік

Бұл жеңіл материалдың ауадағы оқты тоқтатып, оны шаңға айналдыратын бірегей қабілеті бар. Бұл жағдайда көбік құрамы әртүрлі болуы мүмкін. Бірыңғай «рецепт» жоқ. Мысалы, газды балқытылған металдан өткізу. Немесе балқытылған алюминийге ұнтақталған титан гидридін қосыңыз.

Метал көбік - материалдар эволюциясының мысалы. Қазір олар қызық сияқты, бірақ көп ұзамай олар кәдімгі және таныс нәрсеге айналады.

Ауа қалталарының болуына байланысты көбік жылу оқшаулағыш қасиетке ие. Ол суға батпайды, оңай кесіледі. Бұл сәндік жұмыстар үшін пайдалануға мүмкіндік береді. Оның үстіне оның табиғи, әдемі өрнегі бар.

Материалдың акустикалық қасиеттері бар, коррозияға төзімді және өте жоғары температура әсер еткенде де балқымайды. Оның тұрақтылығын зерттеу қазірдің өзінде жүргізілді. Тіпті 1482°С температурада ол тотығады, бірақ оның беріктігі мен құрылымы сақталды. Төменгі температура материалдың сыртқы түрі мен қасиеттеріне мүлде әсер етпейді.

Өзін-өзі емдейтін бетон

Ғимараттың құрылысы кезінде тұрғызылған құрылымның беріктігі әрқашан күмән тудырады. Адал емес құрылысшылар мен сапасыз материалдар жаңа ғимаратты өте тез бұзуы мүмкін. Ал оны қалпына келтіру әрқашан үлкен қаржылық шығындарды талап етеді.

Нидерланд ғалымдары бұл мәселені шешті. Олар тірі бактериялар мен кальций лактаты бар өзін-өзі емдейтін бетонды жасады. Елестетіп көріңізші, нақты «патчтардың» өзі! Олар қалай жұмыс істейді?

Бактериялар кальций лактатын сіңіріп, әктас түзеді. Ол жарықтарды толтырады және бетонның тұтастығын дерлік толығымен қалпына келтіреді, бұл болашақта жөндеу жұмыстарын айтарлықтай үнемдейді және қызмет ету мерзімін айтарлықтай арттырады.

Бұл биобетонды Нидерландтың Техникалық университетінен Хенк Йонкерс жасаған. Ғалым мен оның командасы бұл ғажайыпты жасауға 3 жыл уақыт жұмсаған. Хенк сусыз және оттегісіз ондаған жылдар бойы өмір сүре алатын бактериялық таяқтарды таңдағанын айтады. Бактерияларды арнайы капсулаларға салады. Олар жарықтар арқылы су ағып кеткен кезде бактерияларды ашады және «босатады». Өнім көлге жақын орналасқан құтқару станциясының ғимаратында сәтті сынақтан өтті.

Бұл материал әзірше пайдаланылмаған. Ал болашақ оныкі екені сөзсіз.

Графен

Ғалымдар бұл материалдың болашақ екеніне сенімді. Олқалыңдығы 1 атом көміртек қабаты болып табылады. Ол әлемдегі ең жұқа материал деп аталады.

Бір қызығы, графен кездейсоқ алынған - ғалымдар Андрей Гейм мен Константин Новоселов жай ғана көңіл көтеруде. Көңілді болу үшін олар графит үшін субстрат ретінде қолданылатын жабысқақ таспаның бөліктерін зерттеді. Таспаның көмегімен олар көміртекті қабаттан қабат-қабат қабыршақтай бастады. Нәтижесінде біз қалыңдығы бір атомға дейінгі көміртегінің тамаша біркелкі қабатын алдық. 2010 жылы ғалымдар бұл жаңалығы үшін Нобель сыйлығымен марапатталды.

Графеннің қасиеттері оны болашақ техникалық әзірлемелердің негізі ретінде қарастыруға мүмкіндік береді. Ол болаттан айтарлықтай берік, бұл болашақ гаджеттерін растауға төзімді етеді. Тіпті ондаған рет Интернетке кіру жылдамдығын арттырады. Мұндай қасиет әлеуметтік желінің әрбір қолданушысы тарапынан бағаланатыны сөзсіз.

Графен – болашақтың материалы. Жақында ғалымдар ол туралы қызықты дерек айтты. Зерттеу барысында екі қабатты моноатомды графеннің гауһар тәрізді қатты, бірақ икемді дене құрышы үшін тамаша материал бола алатыны анықталды.

Алайда бұл материалдың кемшіліктері де бар. Ол қоршаған ортаға және адам денсаулығына зиян келтіруі мүмкін. Жер үсті суларының графенмен ластануы оларды улы етеді.

Таңғажайып болашақ материалдар тізімін жалғастырамыз.

Тал шыны

Бұл әйнекті қазірдің өзінде Gorilla Glass деп аталатын смартфондар мен планшеттерге арналған қорғаныс жабынының өндірушісі болып табылатын Corning компаниясы қамтамасыз етті. Бұл шыны соққыға және сызаттарға төзімділігімен танымал. Дегенмен, өндірушілер ары қарай жүріп, жаңа жабынды - Willow Glass жасауды шешті.

Бұл шыны, оның қалыңдығы A4 қағазының қалыңдығымен салыстырылады. Бұл небәрі 100 микротонна. Функционалдылығы жағынан ол кәдімгі шыныға ұқсайды, ал сыртқы жағынан ол пластикке өте ұқсас. Бір маңызды қосымшамен - ол икемділікке ие. Талдың шынысын қасиеттерін жоғалтып алудан қорықпай әртүрлі бағытта бүгуге болады.

Жақында бұл бірегей шыны смартфондарға арналған экран қызметін атқаратын шығар. Ғажайып икемділігіне қоса, Willow Glass 500°C-қа дейінгі жоғары температураға да керемет төзімді.

Өкінішке орай, әйнек Gorilla Glass-тың беріктігіне ие емес және механикалық зақымданудан соншалықты тиімді қорғамайды.

Шыны плитка

Шыны плитка швейцариялық SolTech Energy компаниясымен жасалған. Бұл компания 2006 жылы құрылған. Оның қызметі баламалы энергия саласындағы инновацияларды дамытуға және олардың халықтың кең ауқымына қолжетімді болуына бағытталған. Бұл болашақтың материалы екені сөзсіз.

Шыны плитка абсолютті жаңалық емес, бірақ компания қызметкерлері оны жақсартқанын айтады.

Мұндай қамтудың негізгі артықшылықтары:

1. Күш. Материал металл аналогтарынан кем түспейді.
2. Оның өлшемі мен пішіні кәдімгі металл плиткамен бірге жартысына дейін пайдалануға болатындай етіп таңдалған.
3. Сұлулық. Төбеге арналған шыны жабынкеремет көрінеді және кез келген ғимарат дизайнымен үйлеседі.

Оның жұмыс істеу принципі өте қарапайым. Күн сәулелері әйнектен оңай өтеді. Содан кейін олар күн энергиясын сіңіретін арнайы беттерде қалады. Сіз бұл энергияны тұрғындардың қалауы бойынша кәдеге жаратуға болады - оны жылытуға немесе электр желісіне пайдаланыңыз. Ең үлкен әсерге төбені оңтүстікке қаратқанда қол жеткізіледі.

"Саңырауқұлақ" үйлері

Саңырауқұлақтар тамаша құрылыс материалы болып шықты. Бұл идеяны алғаш рет американдықтар ойлап тапты.

Эковативті политехникалық институттың түлектері құрған. Оның негізін салушылар Гэвин МакИнтайр мен Эбен Байердің айтуынша, мицелийден алуан түрлі материал алуға болады. Құрылысқа ғана емес, сонымен қатар аяқ киім немесе жиһаз өндіруге арналған. Мицелия - саңырауқұлақты қажетті микроэлементтермен қоректендіретін жіңішке жіптердің шоғыры. Жердегі органикалық заттарды ыдыратады (кеуіп қалған шөп, т.б.). Бұл процесс барысында ол өсетін субстратты бір-біріне жабыстыратын заттарды шығарады.

Саңырауқұлақтардан материалды келесі жолмен жасаңыз: мицелия мен субстратты біріктіріңіз, алынған затты пішіндерге салып, қараңғы жерге қойыңыз. Бірнеше күннен кейін мицелия субстратты цементтеу сияқты жіптерді ерітеді. Кептіру және термиялық өңдеу кезінде мицелий жойылады. Субстрат пайдалануға дайын болады. Саңырауқұлақтарды болашақтың таңғажайып материалдарының біріне айналдыратын технология қарапайым, бірақ тапқыр.