Ապագայի զարմանալի նյութեր՝ ցանկ, առանձնահատկություններ և հետաքրքիր փաստեր

2024 Հեղինակ: Henry Conors | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-02-12 08:41

Հունգարացի ֆիզիկոս Դենես Գաբորն ասել է, որ ապագան հնարավոր չէ կանխատեսել, բայց այն կարելի է հորինել։ Եվ այս խոսքերն ամբողջությամբ արտացոլում են իրականությունը։

Ապագան զարգացման մեջ

Վստահ եմ, որ ձեզնից շատերը տեսել են 1998 թվականին նկարահանված «X-Files. Պայքար ապագայի համար» ֆիլմը: Սա ֆանտաստիկ ֆիլմ է՝ թրիլլեր և դետեկտիվ տարրերով։ Այսօր մենք կխոսենք նաև այն նյութերի մասին, որոնք ապագան են: Դրանք դասակարգված չեն, բայց դրանց մասին քիչ բան է հայտնի։ Քանի որ դրանց կիրառման շրջանակը դեռ փոքր է։ Սակայն ժամանակի ընթացքում այս նյութերը, անշուշտ, տեղ կզբաղեցնեն շուկայում և լայն կիրառություն կունենան։

Նյութերի ցանկ, որոնք մենք այսօր կանդրադառնանք՝

1. Airgel.
2. Թափանցիկ ալյումին։
3. Մետաղական փրփուր.
4. Ինքնաբուժվող բետոն.
5. գրաֆեն.
6. Willow Glass.
7. Ապակե սալիկներ.
8. Շինանյութ սնկով.

Եվ հիմա անդրադառնանք դրանցից յուրաքանչյուրին ավելի մանրամասն։

Airgel

Airgel-ը ապագայի նյութն է, որը կարող է օգտագործվել շատ շուտով: Այդ մասին տեղեկությունը հրապարակվել է դեռ 2013թ. Զարգացումը չինացի գիտնականների մտահղացումն է: Այս նանոնյութը բազմիցսնշված է Գինեսի ռեկորդների գրքում։ Այս ամենը շնորհիվ իր յուրահատուկ հատկությունների։

Airgel-ը (ռուսերեն թարգմանվում է որպես «սառած օդ» կամ «սառեցված ծուխ») աներևակայելի թեթև է, քանի որ դրա հիմնական բաղադրիչը օդն է։ Կիսաթափանցիկ, մի փոքր կապտավուն երանգով, այն հիշեցնում է սառեցված սափրվելու փրփուր: Դա 99,8% օդ է, որը լցնում է մանր բջիջները, որոնք կարելի է տեսնել միայն մանրադիտակով։

Airgel-ը պատրաստված է սովորական գելից։ Բայց հեղուկ բաղադրիչի փոխարեն այն պարունակում է գազ։ Նվազագույն խտությամբ (1000 անգամ պակաս, քան ապակու խտությունը), այն շատ դիմացկուն է։ Airgel-ի նմուշները կարող են դիմակայել իրենց քաշից մի քանի հազար անգամ: Այն նաև լավ ջերմամեկուսիչ է և կարող է օգտագործվել տիեզերական ծրագրերում:

Շահագործման հեշտությունը այն դարձնում է գրեթե ունիվերսալ: Բայց շինարարության մեջ աերոգելը ամենամեծ կիրառումը կունենա՝ որպես ջերմամեկուսիչ, խոնավության դիմացկուն, հուսալի նյութ:

Թափանցիկ ալյումին

Տեխնոլոգիաները առաջ են շարժվում, և այժմ լրատվամիջոցներում պարբերաբար տեղեկություններ են հայտնվում, որ գիտնականները ստեղծել են թափանցիկ ալյումին: Այս նորագույն նյութը, որը վերջերս մշակվել և վաճառվել է ILON ապրանքանիշի ներքո, բաղկացած է ալյումինից, ազոտից և թթվածնից։

Ալյումինի քվարց-օքսինիտրիդի հիմնական խնդիրը փամփուշտ ապակին փոխարինելն է։ Այնուամենայնիվ, այն կարող է օգտագործվել ոչ միայն այս նպատակով։ Ապագայի նյութը ազդեցության դիմացկուն է: Նրանգրեթե անհնար է քերծվել: Միևնույն ժամանակ, թափանցիկ ալյումինը ապակու քաշի կեսն է։

Այսօր սկսեց գործածվել ALON-ը։ Microsoft-ն արդեն օգտագործում է մետաղ։ Այն պարունակվում է «խելացի ժամացույցի» կորպուսում։ Հավանաբար, մի օր կառույցներ կպատրաստվեն քվարց-ալյումինի օքսինիտրիդից: Բայց միայն այն ժամանակ, երբ այս նյութի գինը ընկնում է: Ապագա ծախսերը միլիարդների են հասնում, քանի դեռ ծախսերն ավելի ժողովրդավարական չեն դարձել:

Մետաղական փրփուր

Այս թեթև նյութն ունի օդում փամփուշտ կանգնեցնելու և այն փոշու վերածելու եզակի հատկություն: Այս դեպքում փրփուրի կազմը կարող է տարբեր լինել: Մեկ «բաղադրատոմս» չկա։ Օրինակ՝ հալած մետաղի միջով գազ անցկացնելը։ Կամ հալած ալյումինին ավելացրեք փոշիացված տիտանի հիդրիդ:

Մետաղական փրփուրը նյութերի էվոլյուցիայի օրինակ է: Հիմա դրանք հետաքրքրասեր են թվում, բայց շուտով սովորական և ծանոթ բան կդառնան։

Օդային գրպանների առկայության շնորհիվ փրփուրն ունի ջերմամեկուսիչ հատկություն։ Այն չի խորտակվում ջրի մեջ, հեշտությամբ կտրվում է։ Սա թույլ է տալիս օգտագործել այն դեկորատիվ աշխատանքների համար: Ավելին, այն ունի բնական, գեղեցիկ նախշ:

Նյութն ունի ակուստիկ հատկություններ, դիմացկուն է կոռոզիայից և չի հալվում նույնիսկ շատ բարձր ջերմաստիճանի դեպքում: Նրա կայունության ուսումնասիրություններն արդեն իրականացվել են։ Նույնիսկ 1482°C ջերմաստիճանում այն օքսիդացել է, սակայն նրա ամրությունն ու կառուցվածքը պահպանվել են։ Ցածր ջերմաստիճանը բացարձակապես չի ազդում նյութի տեսքի և հատկությունների վրա։

Ինքնաբուժիչ Բետոն

Շենքի կառուցման ժամանակ կանգնեցված կառույցի ամրությունը միշտ կասկածի տակ է։ Անբարեխիղճ շինարարներն ու անորակ նյութերը կարող են շատ արագ քանդել նոր շենքը։ Իսկ դրա վերականգնումը միշտ հսկայական ֆինանսական ծախսեր է պահանջում։

Հոլանդացի գիտնականները լուծել են այս խնդիրը։ Նրանք ստեղծել են ինքնաբուժվող բետոն, որը պարունակում է կենդանի բակտերիաներ և կալցիումի լակտատ։ Պատկերացրեք, կոնկրետ «կարկատաններ» ինքնին։ Ինչպե՞ս են նրանք աշխատում:

Բակտերիաները կլանում են կալցիումի լակտատը և արտադրում կրաքար: Այն լցնում է ճաքերը և գրեթե ամբողջությամբ վերականգնում բետոնի ամբողջականությունը, ինչը զգալիորեն կխնայի ապագայում վերանորոգման ծախսերը և զգալիորեն կբարձրացնի ծառայության ժամկետը։

Այս բիոբետոնը ստեղծվել է Հենկ Յոնկերսի կողմից Նիդեռլանդների տեխնիկական համալսարանից: Գիտնականն ու իր թիմը 3 տարի են ծախսել այս հրաշքը կատարելու համար։ Հենկն ասում է, որ ընտրել է բակտերիալ ձողեր, որոնք կարող են ապրել տասնամյակներ առանց ջրի և թթվածնի։ Բակտերիաները տեղադրվում են հատուկ պարկուճների մեջ։ Նրանք բացվում են և «արձակում» բակտերիաները, երբ ջուրը թափանցում է ճաքերի միջով։ Արտադրանքն արդեն հաջողությամբ փորձարկվել է լճի մոտ գտնվող փրկարար կայանի շենքում։

Այս նյութը դեռ չի օգտագործվում: Իսկ ապագան, անկասկած, նրանն է։

գրաֆեն

Գիտնականները վստահ են, որ այս նյութը ապագան է: Նա1 ատոմ հաստությամբ ածխածնի շերտ է։ Այն կոչվում է աշխարհի ամենաբարակ նյութը։

Հատկանշական է, որ գրաֆենը պատահաբար է ստացվել՝ գիտնականներ Անդրեյ Գեյմը և Կոնստանտին Նովոսելովը պարզապես զվարճանում էին։ Զվարճանքի համար նրանք ուսումնասիրել են կպչուն ժապավենի կտորներ, որոնք օգտագործվում են որպես գրաֆիտի հիմք։ Կպչուն ժապավենի օգնությամբ նրանք սկսեցին շերտ-շերտ ածխածնի կեղեւը հեռացնել։ Եվ արդյունքում ստացանք մեկ ատոմ հաստությամբ ածխածնի միանգամայն հավասար շերտ: 2010 թվականին այս հայտնագործության համար գիտնականները արժանացան Նոբելյան մրցանակի։

Գրաֆենի հատկությունները թույլ են տալիս այն համարել ապագա տեխնիկական զարգացումների հիմքը։ Այն զգալիորեն ավելի ամուր է, քան պողպատը, ինչը ապագայի գաջեթներն ավելի դիմացկուն կդարձնի հաստատումների նկատմամբ։ Եվ նույնիսկ տասնյակ անգամներ կարագացնեն ինտերնետ մուտք գործելու արագությունը։ Նման հատկությունը, անշուշտ, կգնահատի սոցիալական ցանցերի յուրաքանչյուր օգտատեր։

Գրաֆենը ապագայի նյութն է: Նրա մասին մի հետաքրքիր փաստ վերջերս պատմեցին գիտնականները. Հետազոտության ընթացքում պարզվել է, որ երկշերտ մոնատոմային գրաֆենը կարող է հիանալի նյութ դառնալ զրահաբաճկոնի համար՝ ադամանդի պես ամուր, բայց ճկուն։

Սակայն այս նյութն ունի նաև թերություններ. Այն կարող է վնասել շրջակա միջավայրին և մարդու առողջությանը։ Մակերեւութային ջրերի գրաֆենով աղտոտումը կարող է դրանք թունավոր դարձնել։

Շարունակում ենք ապագայի անհավանական նյութերի մեր ցուցակը։

Ուռենու ապակի

Այս բաժակը տրամադրել է Corning-ը, որն արդեն սմարթֆոնների և պլանշետների համար պաշտպանիչ ծածկույթ է արտադրում, որը կոչվում է Gorilla Glass:Այս ապակին հայտնի է իր հարվածների և քերծվածքների դիմադրությամբ: Այնուամենայնիվ, արտադրողները որոշեցին ավելի հեռուն գնալ և մշակել նոր ծածկույթ՝ Willow Glass:

Սա ապակի է, որի հաստությունը համեմատելի է A4 թղթի հաստության հետ։ Դա ընդամենը 100 միկրոտոն է։ Իր ֆունկցիոնալությամբ այն հիշեցնում է սովորական ապակի, իսկ արտաքուստ շատ նման է պլաստիկին։ Մեկ նշանակալի հավելումով՝ այն ունի ճկունություն: Willow Glass-ը կարելի է թեքել տարբեր ուղղություններով՝ առանց իր հատկությունները կորցնելու վախի։

Հավանաբար շուտով այս յուրօրինակ ապակին կծառայի որպես էկրան սմարթֆոնների համար։ Ի լրումն իր զարմանալի ճկունության, Willow Glass-ը նաև աներևակայելի դիմացկուն է բարձր ջերմաստիճանների նկատմամբ՝ մինչև 500°C:

Ավաղ, ապակին չունի Gorilla Glass-ի ամրությունը և այնքան էլ արդյունավետ չի պաշտպանում մեխանիկական վնասվածքներից։

Ապակե սալիկ

Ապակե սալիկն ստեղծվել է շվեյցարական SolTech Energy ընկերության կողմից։ Այս ընկերությունը ստեղծվել է 2006թ. Նրա գործունեությունն ուղղված է այլընտրանքային էներգիայի ոլորտում նորարարությունների զարգացմանն ու մարդկանց լայն շրջանակներին դրանց հասանելիությանը։ Սա, անկասկած, ապագայի նյութն է։

Ապակյա կղմինդրը բացարձակ նորույթ չէ, սակայն ընկերության աշխատակիցները պնդում են, որ այն կատարելագործել են։

Նման ծածկույթի հիմնական առավելություններից են՝

1. Ուժ. Նյութը չի զիջում իր մետաղական նմանակներին։
2. Չափսերն ու ձևն ընտրված են այնպես, որ կարելի է կիսով չափ օգտագործել սովորական մետաղական սալիկով։
3. Գեղեցկություն. Ապակե ծածկ տանիքի համարտպավորիչ տեսք ունի և ներդաշնակորեն միաձուլվում է ցանկացած շենքի դիզայնի հետ:

Դրա գործունեության սկզբունքը բավականին պարզ է. Արևի ճառագայթները հեշտությամբ կարող են անցնել ապակու միջով: Եվ հետո նրանք մնում են արեգակնային էներգիան կլանում հատուկ մակերեսների վրա։ Դուք կարող եք այդ էներգիան տնօրինել բնակիչների հայեցողությամբ՝ օգտագործել այն ջեռուցման կամ էլեկտրական ցանցի համար: Առավելագույն ազդեցությունը ձեռք է բերվում, երբ տանիքը թեքվում է դեպի հարավ։

«Սնկով» տներ

Պարզվում է, որ սունկը հիանալի շինանյութ է։ Ամերիկացիներն առաջին անգամ եկան այս գաղափարը։

Ecovative-ը հիմնադրվել է Պոլիտեխնիկական ինստիտուտի շրջանավարտների կողմից։ Ըստ նրա հիմնադիրների՝ Գևին Մակինթայրի և Էբեն Բայերի, միկելիումից կարելի է ստանալ նյութերի լայն տեսականի։ Ոչ միայն շինարարության, այլեւ կոշիկի կամ կահույքի արտադրության համար։ Միկելիումը բարակ թելերի կլաստեր է, որը կերակրում է սնկերին անհրաժեշտ միկրոտարրերով։ Այն քայքայում է հողի օրգանական նյութերը (թառամած խոտ և այլն)։ Այս գործընթացի ընթացքում այն նյութեր է արտազատում՝ իրար կպցնելով այն ենթաշերտը, որի վրա աճում է։

Սնկից նյութ պատրաստել հետևյալ կերպ՝ միցելիումն ու ենթաշերտը միացնել, ստացված նյութը ձևավորել և դնել մութ տեղում։ Մի քանի օր անց միցելիումը լուծում է թելերը՝ ասես ցեմենտացնելով ենթաշերտը։ Չորացման և ջերմային մշակման ժամանակ միցելիումը սպանվում է։ Ենթաշերտը պատրաստ է օգտագործման համար: Տեխնոլոգիան պարզ է, բայց հնարամիտ, ինչը սնկերը դարձնում է ապագայի զարմանալի նյութերից մեկը: