Καταπληκτικά υλικά του μέλλοντος - λίστα, χαρακτηριστικά και ενδιαφέροντα γεγονότα

2024 Συγγραφέας: Henry Conors | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-02-12 05:53

Ο Ούγγρος φυσικός Denes Gabor είπε ότι το μέλλον δεν μπορεί να προβλεφθεί, αλλά μπορεί να εφευρεθεί. Και αυτές οι λέξεις αντικατοπτρίζουν πλήρως την πραγματικότητα.

Μέλλον σε ανάπτυξη

Είμαι σίγουρος ότι πολλοί από εσάς έχετε δει την ταινία του 1998 The X-Files: The Fight for the Future. Πρόκειται για μια ταινία φαντασίας με στοιχεία θρίλερ και ντετέκτιβ. Σήμερα θα μιλήσουμε και για υλικά που είναι το μέλλον. Δεν ταξινομούνται, αλλά λίγα είναι γνωστά για αυτά. Γιατί το πεδίο εφαρμογής τους είναι ακόμη μικρό. Αλλά με την πάροδο του χρόνου, αυτά τα υλικά σίγουρα θα αποκτήσουν έδαφος στην αγορά και θα χρησιμοποιηθούν ευρέως.

Λίστα υλικών που θα καλύψουμε σήμερα:

1. Airgel.
2. Διαφανές αλουμίνιο.
3. Μεταλλικός αφρός.
4. Αυτοθεραπευόμενο σκυρόδεμα.
5. Γραφένιο.
6. Willow Glass.
7. Πλακάκια γυαλιού.
8. Οικοδομικά υλικά από μανιτάρια.

Και τώρα ας σταθούμε σε καθένα από αυτά με περισσότερες λεπτομέρειες.

Airgel

Το Airgel είναι το υλικό του μέλλοντος που μπορεί να χρησιμοποιηθεί πολύ σύντομα. Πληροφορίες σχετικά με αυτό δημοσιεύθηκαν το 2013. Η ανάπτυξη είναι πνευματικό τέκνο Κινέζων επιστημόνων. Αυτό το νανοϋλικό έχει επανειλημμένααναφέρεται στο βιβλίο των ρεκόρ Γκίνες. Όλα χάρη στις μοναδικές του ιδιότητες.

Το Airgel (που μεταφράζεται στα ρωσικά ως "παγωμένος αέρας" ή "παγωμένος καπνός") είναι απίστευτα ελαφρύ, επειδή το κύριο συστατικό του είναι ο αέρας. Ημιδιαφανές, με ελαφριά γαλαζωπή απόχρωση, μοιάζει με παγωμένο αφρό ξυρίσματος. Είναι 99,8% αέρας, ο οποίος γεμίζει μικροσκοπικά κύτταρα που φαίνονται μόνο με μικροσκόπιο.

Το Airgel είναι κατασκευασμένο από συνηθισμένο τζελ. Αλλά αντί για ένα υγρό συστατικό, περιέχει ένα αέριο. Με ελάχιστη πυκνότητα (1000 φορές μικρότερη από την πυκνότητα του γυαλιού), είναι πολύ ανθεκτικό. Τα δείγματα αερογέλης μπορούν να αντέξουν αρκετές χιλιάδες φορές το βάρος τους. Είναι επίσης καλός θερμομονωτικός και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε διαστημικές εφαρμογές.

Η ευκολία λειτουργίας το καθιστά σχεδόν καθολικό. Αλλά το αεροτζέλ θα βρει τη μεγαλύτερη χρήση στην κατασκευή, ως θερμομονωτικό, ανθεκτικό στην υγρασία, αξιόπιστο υλικό.

Διαφανές αλουμίνιο

Οι τεχνολογίες προχωρούν - και τώρα εμφανίζονται τακτικά πληροφορίες στα μέσα ενημέρωσης ότι οι επιστήμονες έχουν δημιουργήσει διαφανές αλουμίνιο. Αυτό το νεότερο υλικό, το οποίο αναπτύχθηκε πρόσφατα και πωλήθηκε με την επωνυμία ILON, αποτελείται από αλουμίνιο, άζωτο και οξυγόνο.

Το κύριο καθήκον του χαλαζία-οξυνιτριδίου αλουμινίου είναι η αντικατάσταση του αλεξίσφαιρου γυαλιού. Ωστόσο, μπορεί να χρησιμοποιηθεί όχι μόνο για αυτό το σκοπό. Το υλικό του μέλλοντος είναι ανθεκτικό στις κρούσεις. Τουσχεδόν αδύνατο να γρατσουνιστεί. Ταυτόχρονα, το διαφανές αλουμίνιο έχει το μισό βάρος του γυαλιού.

Σήμερα άρχισε να χρησιμοποιείται το ALON. Η Microsoft χρησιμοποιεί ήδη μέταλλο. Περιέχεται στο σώμα του «έξυπνου ρολογιού». Ίσως κάποια μέρα οι κατασκευές θα κατασκευαστούν από οξυνιτρίδιο χαλαζία-αλουμίνιο. Αλλά μόνο όταν η τιμή αυτού του υλικού πέσει. Οι μελλοντικές δαπάνες είναι σε δισεκατομμύρια, εκτός εάν το κόστος γίνει πιο δημοκρατικό.

Μεταλλικός αφρός

Αυτό το ελαφρύ υλικό έχει τη μοναδική ικανότητα να σταματά μια σφαίρα στον αέρα και να τη μετατρέπει σε σκόνη. Σε αυτή την περίπτωση, η σύνθεση του αφρού μπορεί να ποικίλλει. Δεν υπάρχει ενιαία «συνταγή». Για παράδειγμα, η διέλευση αερίου μέσω λιωμένου μετάλλου. Ή προσθέστε υδρίδιο τιτανίου σε σκόνη σε λιωμένο αλουμίνιο.

Ο αφρός μετάλλου είναι ένα παράδειγμα της εξέλιξης των υλικών. Τώρα φαίνονται σαν περιέργεια, αλλά σύντομα θα γίνουν κάτι συνηθισμένο και οικείο.

Λόγω της παρουσίας θυλάκων αέρα, ο αφρός έχει θερμομονωτικές ιδιότητες. Δεν βυθίζεται στο νερό, κόβεται εύκολα. Αυτό σας επιτρέπει να το χρησιμοποιήσετε για διακοσμητικές εργασίες. Επιπλέον, έχει ένα φυσικό, όμορφο μοτίβο.

Το υλικό έχει ακουστικές ιδιότητες, είναι ανθεκτικό στη διάβρωση και δεν λιώνει ακόμα και όταν εκτίθεται σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες. Έχουν ήδη πραγματοποιηθεί μελέτες για τη σταθερότητά του. Ακόμη και σε θερμοκρασία 1482°C, οξειδώθηκε, αλλά η αντοχή και η δομή του διατηρήθηκαν. Οι χαμηλότερες θερμοκρασίες δεν επηρεάζουν καθόλου την εμφάνιση και τις ιδιότητες του υλικού.

Αυτοθεραπευόμενο σκυρόδεμα

Η ανθεκτικότητα της ανεγερμένης κατασκευής κατά την κατασκευή του κτιρίου είναι πάντα υπό αμφισβήτηση. Οι αδίστακτοι κατασκευαστές και τα υλικά χαμηλής ποιότητας μπορούν να καταστρέψουν ένα νέο κτίριο πολύ γρήγορα. Και η αποκατάστασή του απαιτεί πάντα τεράστια οικονομικά έξοδα.

Ολλανδοί επιστήμονες έλυσαν αυτό το πρόβλημα. Δημιούργησαν αυτοθεραπευόμενο σκυρόδεμα, το οποίο περιέχει ζωντανά βακτήρια και γαλακτικό ασβέστιο. Φανταστείτε, «μπαλώματα» από μόνη της! Πώς λειτουργούν;

Τα βακτήρια απορροφούν το γαλακτικό ασβέστιο και παράγουν ασβεστόλιθο. Γεμίζει τις ρωγμές και αποκαθιστά σχεδόν πλήρως την ακεραιότητα του σκυροδέματος, γεγονός που θα εξοικονομήσει σημαντικά τις επισκευές στο μέλλον και θα αυξήσει σημαντικά τη διάρκεια ζωής.

Αυτό το βιο-σκυρόδεμα δημιουργήθηκε από τον Henk Jonkers από το Τεχνικό Πανεπιστήμιο της Ολλανδίας. Ο επιστήμονας και η ομάδα του πέρασαν 3 χρόνια για να κάνουν αυτό το θαύμα. Ο Henk λέει ότι επέλεξε βακτηριακές ράβδους που μπορούν να ζήσουν για δεκαετίες χωρίς νερό και οξυγόνο. Τα βακτήρια τοποθετούνται σε ειδικές κάψουλες. Ανοίγουν και «απελευθερώνουν» βακτήρια όταν το νερό διαρρέει τις ρωγμές. Το προϊόν έχει ήδη δοκιμαστεί με επιτυχία στο κτίριο του σταθμού διάσωσης που βρίσκεται κοντά στη λίμνη.

Αυτό το υλικό δεν χρησιμοποιείται ακόμη. Και το μέλλον είναι αναμφίβολα δικό του.

Γραφένιο

Οι επιστήμονες είναι βέβαιοι ότι αυτό το υλικό είναι το μέλλον. Αυτόςείναι ένα στρώμα πάχους 1 ατόμου άνθρακα. Ονομάζεται το πιο λεπτό υλικό στον κόσμο.

Αξίζει να σημειωθεί ότι το γραφένιο ελήφθη τυχαία - οι επιστήμονες Andrey Geim και Konstantin Novoselov απλώς διασκέδαζαν. Για διασκέδαση, εξέτασαν κομμάτια κολλητικής ταινίας, που χρησιμοποιείται ως υπόστρωμα για τον γραφίτη. Με τη βοήθεια της κολλητικής ταινίας άρχισαν να ξεφλουδίζουν στρώμα-στρώμα το άνθρακα. Και ως αποτέλεσμα, έχουμε ένα απολύτως ομοιόμορφο στρώμα άνθρακα πάχους ενός ατόμου. Το 2010, οι επιστήμονες τιμήθηκαν με το βραβείο Νόμπελ για αυτήν την ανακάλυψη.

Οι ιδιότητες του γραφενίου μας επιτρέπουν να το θεωρήσουμε τη βάση των μελλοντικών τεχνικών εξελίξεων. Είναι σημαντικά ισχυρότερο από το ατσάλι, γεγονός που θα κάνει τα gadget του μέλλοντος πιο ανθεκτικά στις επιβεβαιώσεις. Και ακόμη και δεκάδες φορές θα επιταχύνει την ταχύτητα πρόσβασης στο Διαδίκτυο. Μια τέτοια ιδιότητα σίγουρα θα εκτιμηθεί από κάθε χρήστη των κοινωνικών δικτύων.

Το γραφένιο είναι το υλικό του μέλλοντος. Ένα ενδιαφέρον γεγονός για αυτόν είπαν πρόσφατα οι επιστήμονες. Κατά τη διάρκεια της έρευνας, αποκαλύφθηκε ότι το μονοατομικό γραφένιο δύο στρωμάτων μπορεί να γίνει ένα εξαιρετικό υλικό για θωράκιση σώματος - σκληρό σαν διαμάντι, αλλά εύκαμπτο.

Ωστόσο, αυτό το υλικό έχει επίσης μειονεκτήματα. Μπορεί να βλάψει το περιβάλλον και την ανθρώπινη υγεία. Η μόλυνση των επιφανειακών υδάτων με γραφένιο μπορεί να τα κάνει τοξικά.

Συνεχίζουμε τη λίστα μας με απίστευτα μελλοντικά υλικά.

Γυαλί ιτιάς

Αυτό το ποτήρι παρασχέθηκε από την Corning, η οποία είναι ήδη κατασκευαστής μιας προστατευτικής επίστρωσης για smartphone και tablet που ονομάζεται Gorilla Glass. Αυτό το γυαλί είναι γνωστό για την αντοχή του στις κρούσεις και τις γρατσουνιές. Ωστόσο, οι κατασκευαστές αποφάσισαν να προχωρήσουν περισσότερο και να αναπτύξουν μια νέα επίστρωση - Willow Glass.

Πρόκειται για γυαλί, το πάχος του οποίου είναι συγκρίσιμο με το πάχος του χαρτιού Α4. Αυτό είναι μόνο 100 microtons. Όσον αφορά τη λειτουργικότητά του, μοιάζει με συνηθισμένο γυαλί και εξωτερικά μοιάζει πολύ με το πλαστικό. Με μια σημαντική προσθήκη - έχει ευελιξία. Το Willow Glass μπορεί να λυγίσει προς διαφορετικές κατευθύνσεις χωρίς φόβο να χάσει τις ιδιότητές του.

Ίσως σύντομα αυτό το μοναδικό γυαλί να χρησιμεύσει ως οθόνη για smartphone. Εκτός από την εκπληκτική του ευελιξία, το Willow Glass είναι επίσης απίστευτα ανθεκτικό στις υψηλές θερμοκρασίες, έως και 500°C.

Δυστυχώς, το γυαλί δεν έχει τη δύναμη του Gorilla Glass και δεν προστατεύει τόσο αποτελεσματικά από μηχανικές βλάβες.

Γυάλινο πλακίδιο

Το γυάλινο πλακίδιο δημιουργήθηκε από την ελβετική εταιρεία SolTech Energy. Αυτή η εταιρεία ιδρύθηκε το 2006. Οι δραστηριότητές της στοχεύουν στην ανάπτυξη καινοτομιών στον τομέα της εναλλακτικής ενέργειας και στη διάθεσή τους σε ένα ευρύ φάσμα ανθρώπων. Αναμφίβολα, αυτό είναι το υλικό του μέλλοντος.

Το γυάλινο πλακίδιο δεν είναι η απόλυτη καινοτομία, αλλά οι εργαζόμενοι της εταιρείας ισχυρίζονται ότι το έχουν βελτιώσει.

Από τα κύρια πλεονεκτήματα μιας τέτοιας κάλυψης είναι:

1. Δύναμη. Το υλικό δεν είναι κατώτερο από τα αντίστοιχα μεταλλικά του.
2. Το μέγεθος και το σχήμα του έχουν επιλεγεί με τέτοιο τρόπο ώστε να μπορεί να χρησιμοποιηθεί στο μισό με ένα συμβατικό μεταλλικό πλακίδιο.
3. Ομορφιά. Γυάλινο κάλυμμα για την οροφήφαίνεται εντυπωσιακό και συνδυάζεται αρμονικά με οποιοδήποτε σχέδιο κτιρίου.

Η αρχή της λειτουργίας του είναι αρκετά απλή. Οι ακτίνες του ήλιου μπορούν εύκολα να περάσουν μέσα από το γυαλί. Και μετά παραμένουν σε ειδικές επιφάνειες που απορροφούν την ηλιακή ενέργεια. Μπορείτε να διαθέσετε αυτήν την ενέργεια κατά την κρίση των κατοίκων - χρησιμοποιήστε τη για θέρμανση ή για το ηλεκτρικό δίκτυο. Το μεγαλύτερο αποτέλεσμα επιτυγχάνεται όταν η οροφή είναι στραμμένη προς το νότο.

Σπίτια "Μανιτάρια"

Αποδεικνύεται ότι τα μανιτάρια είναι ένα εξαιρετικό δομικό υλικό. Οι Αμερικανοί σκέφτηκαν για πρώτη φορά αυτή την ιδέα.

Η

Η Ecovative ιδρύθηκε από πτυχιούχους του Πολυτεχνείου. Σύμφωνα με τους ιδρυτές του, Gavin McIntyre και Eben Bayer, μια μεγάλη ποικιλία υλικού μπορεί να ληφθεί από το μυκήλιο. Όχι μόνο για την κατασκευή, αλλά και για την παραγωγή παπουτσιών ή επίπλων. Το μυκήλιο είναι ένα σύμπλεγμα λεπτών νημάτων που τροφοδοτούν τον μύκητα με τα μικροστοιχεία που χρειάζεται. Αποσυνθέτει οργανική ύλη στο έδαφος (μαραμένο γρασίδι κ.λπ.). Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, απελευθερώνει ουσίες, κολλώντας μεταξύ τους το υπόστρωμα στο οποίο αναπτύσσεται.

Δημιουργήστε υλικό από μανιτάρια με τον εξής τρόπο: συνδέστε το μυκήλιο και το υπόστρωμα, συσκευάστε την ουσία που προκύπτει σε σχήματα και βάλτε τη σε σκοτεινό μέρος. Μετά από λίγες μέρες, το μυκήλιο διαλύει τις κλωστές, σαν να τσιμεντώνει το υπόστρωμα. Κατά την ξήρανση και τη θερμική επεξεργασία, το μυκήλιο σκοτώνεται. Το υπόστρωμα είναι έτοιμο για χρήση. Η τεχνολογία είναι απλή αλλά έξυπνη, καθιστώντας τα μανιτάρια ένα από τα καταπληκτικά υλικά του μέλλοντος.