Материалы будущего

0

Из них сделают сверхмощные самолеты и жилье на других планетах
Какими будут материалы будущего? Сегодня ведутся разработки материалов, о которых люди прошлого могли только мечтать. Новые гели и сплавы будут дешевле, прочнее и качественнее во всех отношениях. Применений им будет огромное количество.

Нить нефилы
Это уникальный природный материал, которому прочат космическое будущее, именно из него собираются делать скафандры для межзвездных перелетов. Дело в том, что паутина, выделяемая тропическим пауком нефилой желтоногой, обладает необыкновенными свойствами — она в несколько раз эластичнее и прочнее шелка, и даже превосходит лучшие современные синтетические волокна, например, знаменитый кевлар, из которого делают бронежилеты. Еще в 1899 г. из паутины нефилы во Франции пытались получить ткань для корпуса дирижабля, но пауки оказались существами капризными, прихотливыми в еде, и потому удалось соткать лишь пятиметровый кусок.
Современные ученые подошли к проблеме по-другому. Сотрудники университета в Вайоминге пересадили кишечной палочке гены паука, и бактерия стала производить раствор паутинного белка. Пропуская этот раствор через тончайшую стеклянную трубочку, ученые получили искусственную нить нефилы. Следующий проект генетиков — пересадить гены растению. Для этого выбрана неприхотливая соя, которую выращивать менее хлопотно, чем содержать культуру бактерий. А выделять белок из сои наука научилась уже давно.

Аэрогель
Иногда называемый замороженным дымом, аэрогель производится в процессе сверхкритической сушки жидких гелей из алюминия, хрома, оксида олова или углерода. Он на 99,8 процента состоит из пустого пространства, что делает его полупрозрачным. Аэрогель обладает фантастическими защитными свойствами: он убережет вас как от огня, так и от холода. Неудивительно, что материал рассматривается в качестве компонента военной брони или для строительства жилья в сложных для выживания человека условиях.

Углеродные нанотрубки
Углеродные нанотрубки — это длинные цепи углерода, соединяющиеся сильнейшей связью во всей химии, sp2, которая сильнее даже sp3, удерживающей алмаз. Углеродные нанотрубки обладают многочисленными полезными свойствами с точки зрения физики, например, с легкостью проводят электроны и настолько прочны, что это единственное вещество, в теории пригодное для строительства космического лифта. Трубки прочнее стали в 300 раз. Из такого материала также можно строить башни в сотни километров высотой.

Метаматериалы
Метаматериалом можно назвать любой материал, который приобретает свои свойства благодаря структуре, а не составу. Некоторые метаматериалы обладают отрицательным индексом преломления, оптической величиной, которая позволяет создавать суперлинзы, с помощью которых можно разглядеть элементы, меньшие, чем длина световой волны. Эта технология называется субволновая визуализация. Метаматериалы планируют использовать для создания совершенных голограмм на 2D-дисплеях. Они были бы настолько совершенны, что если бы вы смотрели на экран с расстояния 10 см, даже не определили бы, что перед вами голограмма.

Доступные алмазы
Алмаз — идеальный строительный материал. Он прочный, легкий, состоит из легкодоступного углерода, практически полностью теплопроводен и обладает одной из самых высоких температур кипения и плавления среди всех материалов. Представьте самолет, в двигателе которого сотни тысяч движущихся частей сделаны из алмаза. Такой аппарат был бы во много раз мощнее, чем лучшие самолеты сегодняшнего дня.

Фуллерены
Алмазы прочны, но агрегированные алмазные наностержни (так называемые аморфные фуллерены) еще прочнее. Правда, пока их производство требует много энергии. Но вполне возможно, что после «алмазного века» мы попадем в «век фуллеренов», а наши технологии будут более сложными.

Аморфные металлы
Аморфные металлы, также называемые металлическими стеклами, отличаются от обычных тем, что обладают неупорядоченной атомной структурой. Они могут быть в два раза прочнее стали. Из-за неупорядоченной структуры они также способны рассеивать энергию удара более эффективно, чем металлические кристаллы, у которых есть слабые места. Аморфные металлы создаются в процессе быстрого охлаждения расплавленного металла до того, как он сформирует кристаллическую решетку.
Вероятная область их применения – создание брони для военных. Если говорить об экологии, аморфные металлы обладают свойствами, которые на 40 процентов увеличивают эффективность энергосетей, благодаря чему планету можно уберечь от тысяч тонн выбросов, полученных в ходе использования природного топлива.

Сверхсплавы
Сверхсплав — это общий термин для металла, который может работать при очень высоких температурах (до 1100 градусов Цельсия). Его с удовольствием используют в сверхгорячих областях турбин реактивных двигателей. Сверхсплавы также применяются и в более сложных конструкциях. Например, когда мы будем летать по небу в гиперзвуковых самолетах, мы поблагодарим именно эти материалы.

Металлическая пена
Металлическая пена — это то, что вы получаете, когда добавляете пенообразователь, порошкообразный гидрид титана, в расплавленный алюминий, а потом даете ему остыть. В результате получается крайне прочная субстанция, относительно легкая, с 75-95 процентами пустого пространства. Она рассматривается в качестве строительного материала для будущих космических колоний. Некоторые формы металлической пены настолько легкие, что плавают на воде, что делает их отличным средством для строительства плавучих городов, многочисленные проекты которых уже претворяются в жизнь.

По материалам Geonetia.ru, Hi-news.ru

Поделиться.

Комментарии закрыты