Какими будут материалы будущего? На данный момент ведется разработка материалов, о которых в прошлом люди могли лишь мечтать. Они будут значительно дешевле, качественнее, прочнее и лучше во всех отношениях. И применений для них найдется огромное количество. Об этом сообщают эксперты раздела “Hi-tech” издания для инвесторов “Биржевой лидер”. Давайте познакомимся с материалами, которые действительно могут перевернуть все наши представления о материалах.
1. Аэрогель
Этот маленький блок прозрачного аэрогеля держит на себе кирпич весом в 2,5 килограмма. Его плотность составляет 3 миллиграмма на кубический сантиметр.
В Книге рекордов Гиннеса аэрогелю отведено пятнадцать позиций — больше, чем любым другим материалам. Аэрогель, иногда также называемый «замороженным дымом», производят в процессе критической сушки жидких алюминиевых гелей, оксида олова, углерода или хрома. На 99,8 процента аэрогель представляет собой пустое пространство, благодаря чему он делается полупрозрачным. При этом, разумеется, аэрогель очень хорошо изолирует — если вы держите в руках щит из аэрогеля, он полностью защитит вас от потока огня. Причем точно так же может защитить и от холода. Из него даже можно построить теплый купол на Луне.
2. Углеродные нанотрубки
Углеродные нанотрубки — длинные цепи углерода, которые удерживаются самой сильной связью во всей химии, sp2, которая значительно сильнее sp3, удерживающей алмазы. Углеродные нанотрубки имеют многочисленные прекрасные свойства с точки зрения физики: они с легкостью могут проводить электроны и так прочны, что являются единственным веществом, в теории пригодным для строительства космического лифта. Они более чем в триста раз прочнее стали. Из этого материала можно строить здания в сотни километров высотой.
3. Метаматериалы
«Метаматериалами» можно назвать любые материалы, которые приобретают свои свойства не от состава, а от структуры. Метаматериалы применялись для создания плащей-невидимок и материалов с очень необычными оптическими свойствами. Определенные метаматериалы имеют отрицательный индекс преломления, оптическую величину, благодаря которой можно создавать «суперлинзы», при помощи которых можно разглядеть элементы значительно меньше, чем длина световой волны. Этот материал планируют использовать для создания голограмм на 2D-дисплеях.
4. Доступные алмазы
Алмаз является идеальным строительным материалом. Он легкий, прочный и сделан из легкодоступного углерода. Представьте себе истребитель, движущиеся части которого сделаны из алмаза. Этот аппарат был куда мощнее, чем самые лучшие на сегодня самолеты.
5. Доступные фуллерены
Хотя алмазы и прочны, агрегированные алмазные наностержни прочнее. Структуры фуллеренов придают им очень красивый переливающийся вид. После «века алмазов» мы можем попасть в «век фуллеренов», а технологии станут более сложными.
6. Аморфные металлы
Аморфные металлы, которые также называют металлическими стеклами, представляют собой металл с неупорядоченной атомной структурой. Они могут быть значительно прочнее стали. Скорее всего, аморфные металлы станут следующим поколением военной брони, пока не сменятся алмазоидными материалами.
7. Сверхсплавы
Сверхсплав — общий термин для металлов, которые могут работать при крайне высоких температурах (до 1100 градусов Цельсия). Они будут применяться в сверхгорячих областях турбин реактивных двигателей.
8. Металлическая пена
Металлическая пена — это то, что можно получить, добавив порошкообразный гидрид титана в расплавленный алюминий, а потом дать ему остыть. В итоге получается очень прочная субстанция, при этом относительно легкая, с 75-95 процентами пустого пространства. Некоторые формы из металлической пены настолько легкие, что могут плавать на воде, что делает их очени хорошим средством для создания плавучих городов.
9. Оксинитрид алюминия (AlON) или прозрачный алюминий
Прозрачный алюминий в намного прочнее стали. Количество применений этому материалу поистине огромно. Представьте целый небоскреб, состоящий из прозрачной стали. В будущем горизонты могут выглядеть плавающими черными точками (отдельные номера), а не монолитами, как сегодня.
10. Электронная ткань
Сегодня активно ведется разработка альтернативных методов ношения компьютеров. Если сегодня мы можем увидеть разве что часы и очки, в будущем схемы будут вшиты прямо в то, что мы надеваем. Очень удобно говорить с кем-то по телефону, поднося руку к уху. Возможности электронной одежды действительно очень широки.
11. Графеновый аэрогеляь
Создателями графенового аэрогеля являются исследователи Чжэцзянского университета Китая. Его невероятно низкая плотность впечатляет, как характеристиками, так и визуально. 16 милиграммов на кубический сантиметр, позволяют легко разместить на поверхности цветка внушительный кусок этого уникального материала. Графеновому аэрогелю свойственно впитывание всего, как губки с невероятной скоростью. Вполне возможно, что в будущем его будут использовать для сбора нефтяных пятен. Несмотря на кажущуюся хрупкость, материал достаточно быстро восстанавливает форму при механическом воздействии.
12. Новый материал: мягкий как пластилин и прочный как сталь
Компания Tech 21 разработала уникальный защитный материал, напоминающий с виду оранжевый пластилин – мягкий, липкий, пластичный и тягучий. Но если его обернуть, например, вокруг пальца и ударить сверху молотком со всей силы, то с пальцем совершенно ничего не произойдёт.
