Ljudje so vedno iskali priložnost, da ustvarijo materiale najvišje kakovosti in funkcionalnosti. Denis Yushin, avtor priljubljenega bloga Science & Future v Yandex.Den, govori o materialih, ki bodo spremenili svet.
Graphene
Najbolj obetaven material prihodnosti je grafen, dvodimenzionalna modifikacija ogljika, sestavljena iz ploščate kristalne rešetke debeline enega atoma. Kristalna rešetka grafena je ravnina, sestavljena iz šesterokotnih celic.
Po eni strani so vse neverjetne teoretične lastnosti grafena omejene s tem, da znanstveniki zaradi svoje termodinamične nestabilnosti še niso uspeli dobiti idealnega dvodimenzionalnega filma v prostem stanju. Vendar ima grafen edinstveno električno prevodnost, zaradi česar je odličen nadomestek silicija.
Tako boste ustvarili še bolj miniaturne elektronske naprave. Poleg tega je grafen idealen za shranjevanje energije v gorivnih celicah, za uporabo v optiki, ustvarjanje fleksibilnih zaslonov in celo za čiščenje tekočin, ker film grafen prehaja molekule vode in lovi druge snovi.
Da bi izkoristili večino edinstvenih lastnosti grafena, ga ni potrebno uporabljati v popolni obliki. Če se v filmu z grafenom pojavijo pomanjkljivosti, lahko obstaja v obliki nanocevk. Kompozitni materiali, tokovni viri, nevroračunalniški vmesniki in bionika (na primer umetne mišice) - uporabe nanocevk praktično ni.
Tudi zloglasno „vesoljsko dvigalo“ je mogoče izdelati zahvaljujoč ogljikovim nanocevkam, saj teoretično enostenska nanocevka, dolga nekaj kilometrov, prenese težo do tone na kvadratni milimeter.
Vantabalck
Britansko podjetje Surrey Nanosystems je razvilo material, ki lahko absorbira do 99,965% vpadne svetlobe, zaradi česar je to najbolj črn material na svetu. Ime je primerno - Vantabalck.
To neverjetno lastnost je razloženo z dejstvom, da jo tvorijo ogljikove nanocevke, ki so tako majhne, da fotoni preprosto ne morejo med njimi.
Zdi se, kako je lahko najbolj črn material uporaben? Pomaga preprečiti razprševanje svetlobe, ki se lahko uporablja v teleskopih. Vantabalck lahko znatno izboljša kakovost infrardečih kamer. Lahko se uporablja za ustvarjanje sistemov toplotne zaščite.
Sposobnost materiala, da absorbira različna sevanja, odpira možnosti za ustvarjanje najbolj lahkih in trajnih prevlek vesoljskih plovil, ki ščitijo pred sevanjem.
Zanimivo je, da strokovnjaki Surrey Nanosystems prepovedujejo z novinarji razpravljati o možnostih vojaške uporabe Vantabalcka, na vprašanje stroškov pa odgovarjajo čim bolj jedrnato: "je zelo drago." Toda Vantablack v vojaški sferi lahko vsaj uporabimo za ustvarjanje "temperaturne maskirnosti".
Graphene Airgel
V zadnjem desetletju so se zračniki, razviti kot razred materialov leta 1931, začeli posvečati veliko več pozornosti. Tudi tu ne bi moglo brez ogljika.Leta 2011 je bil na osnovi večplastnih ogljikovih nanocevk ustvarjen aerogel z gostoto 4 mg / cm3. Skoraj vsako leto so se pojavljali aerogeli z nižjo gostoto, danes pa je najlažji material grafenski airgel, katerega gostota je le 0,16 mg / cm3.
Presenetljivo ima material, ki ga dobijo specialisti, izjemno visoko trdnost in elastičnost. Po stiskanju se hitro vrne v formo. V eni sekundi lahko absorbira do 68 gramov organskih spojin. Hkrati airgel hrani snovi, ki niso topne v vodi do 900-krat večje od lastne teže.
Tako lahko v primeru katastrofe, na primer razlitja nafte, ne le zberemo vsega s površine vode, ampak tudi izgubimo praktično nič, preprosto tako, da ga iztisnemo iz aerogela.
Poleg tega se lahko airgel uporablja kot izolacijski material, v sistemih za shranjevanje energije za kataliziranje reakcij in kot polnilo za kompleksne kompozitne materiale.
Koza vrbe
Vsi vedo za odporno steklo Gorilla Glass, kaj pa fleksibilno steklo, ki ima enake trdnostne lastnosti? Spoznajte Willow Glass - z debelino le 100 mikronov (debelina pločevine A4) je ostal odporen proti mehanskim poškodbam na ravni gorile.
Najbolj očitna aplikacija zanj je ustvarjanje prilagodljivih pametnih telefonov, vendar ta ideja ni tako priljubljena. Govorimo pa o prožnem in zelo trpežnem steklu, tako da z njegovo uporabo ne bo težav. Razvojno podjetje pravi, da bodo v prihodnosti njihov izdelek široko uporabili pri ustvarjanju na primer svetlobne opreme ali celo sončnih panelov.
Absolutno vse, kar nas obdaja, je sestavljeno iz najrazličnejših materialov in zdi se, zakaj bi ustvarili nove, če je že vse? Odgovor je očiten: skrbeti moramo za okolje, razumeti, da viri niso neomejeni, razvijati ocean in nove svetove in samo izboljšati življenje vsem na Zemlji. Novi materiali so vedno nove priložnosti za nadaljnji razvoj.