Folk har altid været på udkig efter muligheden for at skabe de højeste kvalitet og funktionelle materialer. Denis Yushin, forfatter af den populære videnskab & videnskab blog Yandex & Zen, taler om materialer, der vil ændre verden.

Graphene

Fremtidens mest lovende materiale er grafen, en to-dimensionel modifikation af kulstof, der består af et fladkrystallitter med en tykkelse på et atom. Grafenkrystallitteret er et plan bestående af hexagonale celler.

På den ene side er alle de utrolige teoretiske egenskaber ved grafen begrænset af det faktum, at forskere endnu ikke har været i stand til at opnå en ideel to-dimensionel film i en fri tilstand på grund af dens termodynamiske ustabilitet. Imidlertid har grafen en unik elektrisk ledningsevne, hvilket gør det til en fremragende erstatning for silicium.

Dette skaber endnu flere miniature elektroniske enheder. Derudover er grafen ideel til opbevaring af energi i brændselsceller, til brug i optik, skabelse af fleksible skærme og endda til rengøring af væsker, fordi en grafenfilm passerer vandmolekyler og fanger andre stoffer.

For at drage fordel af de fleste af de unikke egenskaber ved grafen er det ikke nødvendigt at anvende det i perfekt form. Hvis der vises defekter i grafenfilmen, kan den eksistere i form af nanorør. Kompositmaterialer, strømkilder, neurokomputergrænseflader og bionik (for eksempel kunstige muskler) - der er praktisk taget ingen begrænsninger for brugen af ​​nanorør.

Selv den berygtede “rumløft” kan bygges takket være kulstofnanorør, fordi teoretisk set kan en enkeltvægget nanorør, der er flere kilometer lang, modstå vægt op til et ton pr. Kvadratmillimeter.

Vantabalck

Det britiske firma Surrey Nanosystems har udviklet et materiale, der kan absorbere op til 99,965% af hændelseslyset, hvilket gør det til det sorteste materiale i verden. Navnet er passende - Vantabalck.

En sådan fantastisk egenskab forklares af det faktum, at det er dannet af carbon nanorør, som er så små, at fotoner simpelthen ikke kan passere mellem dem.

Det ser ud til, hvordan kan det sorteste materiale være nyttigt? Det hjælper med at forhindre lysspredning, som kan bruges i teleskoper. Vantabalck kan forbedre kvaliteten af ​​infrarøde kameraer markant. Det kan bruges til at oprette termiske beskyttelsessystemer.

Materialets evne til at absorbere forskellige stråling åbner muligheden for at skabe de mest lette og holdbare belægninger af rumfartøjer, der beskytter mod stråling.

Det er interessant, at Surrey Nanosystems-specialister er forbudt at diskutere udsigterne til militær brug af Vantabalck med journalister, og de besvarer spørgsmålet om omkostninger så kortfattet som muligt: ​​"det er meget dyrt." Men Vantablack i det militære felt kan i det mindste bruges til at skabe en "temperaturkamouflage."

Graphene Airgel

I det sidste årti begyndte airgels, der blev udviklet som en klasse af materialer tilbage i 1931, at være meget mere opmærksom. Også her kunne man ikke undvære kulstof.Tilbage i 2011 blev der skabt en luftgel med en massefylde på 4 mg / cm3 på grundlag af flerlags carbon nanorør. Næsten hvert år dukkede der op aerogeller med en lavere tæthed, og i dag er det letteste materiale grafen airgel, hvis tæthed kun er 0,16 mg / cm3.

Overraskende nok har materialet, der er opnået af specialister, ekstrem høj styrke og elasticitet. Han vender hurtigt tilbage til formularen efter komprimering. På et sekund kan det absorbere op til 68 gram organiske forbindelser. Samtidig indeholder airgel stoffer, der ikke er opløselige i vand op til 900 gange sin egen vægt.

I tilfælde af en katastrofe, for eksempel et oliespild, vil det være muligt ikke kun at opsamle det hele fra vandoverfladen, men også miste praktisk talt intet, blot ved at presse det ud af en luftgel.
Derudover kan airgel anvendes som et isolerende materiale, i energilagringssystemer til katalyseringsreaktioner og som et fyldstof til komplekse kompositmaterialer.

Pilglas

Alle ved om Gorilla Glass stødfast glas, men hvad med fleksibelt glas, der har de samme styrkeegenskaber? Mød Willow Glass - med en tykkelse på kun 100 mikron (A4 arktykkelse) har det forblevet modstandsdygtigt over for mekaniske skader på gorilla-niveauet.

Den mest åbenlyse anvendelse for ham er oprettelsen af ​​fleksible smartphones, men denne idé er ikke så populær. Men vi taler om et fleksibelt og meget holdbart glas, så der vil ikke være problemer med brugen af ​​det. Udviklingsselskabet siger, at deres produkt i fremtiden vil blive vidt brugt til oprettelse af for eksempel lysudstyr eller endda solcellepaneler.

Absolut alt, der omgiver os, består af en bred vifte af materialer, og det ser ud til, hvorfor skabe nye, hvis alt allerede er der? Svaret er indlysende: vi er nødt til at passe på miljøet, forstå, at ressourcerne ikke er ubegrænsede, udvikle havet og nye verdener og bare gøre livet bedre for alle på Jorden. Nye materialer er altid nye muligheder for videre udvikling.