Матеріали майбутнього

З них робитимуть надпотужні літаки й житло на інших планетах.
Сьогодні ведуться розробки матеріалів, про які люди минулого могли тільки мріяти. Нові гелі та сплави будуть дешевшими, міцнішими і якіснішими в усіх відношеннях. Застосувань їм буде величезна кількість.

НИТКА НЕФІЛА
НИТКА НЕФІЛА
Це унікальний природний матеріал, якому пророкують космічне майбутнє, саме з нього збираються робити скафандри для міжзоряних перельотів. Справа в тому, що павутина, що виділяється тропічним павуком, володіє незвичайними властивостями – вона в кілька разів еластичніша й міцніша за шовк і навіть перевершує кращі сучасні синтетичні волокна, наприклад, знаменитий кевлар, з якого роблять бронежилети. Ще у 1899 р. з павутини цього павука у Франції намагалися отримати тканину для корпусу дирижабля, але павуки виявилися істотами примхливими в їжі, і тому вдалося виткати лише п’ятиметровий шматок.
Сучасні вчені підійшли до проблеми по-іншому. Співробітники університету у Вайомінгу пересадили кишковій паличці гени павука, і бактерія стала виробляти розчин павутинного білка. Пропускаючи цей розчин через найтоншу скляну трубочку, учені отримали штучну нитку павука нефіла. Наступний проект генетиків – пересадити гени рослині. Для цього обрано невибагливу сою, яку вирощувати менш клопітно, ніж утримувати культуру бактерій. А виділяти білок із сої наука навчилася вже давно.

АЕРОГЕЛЬ
Іноді так званий заморожений дим, аерогель виробляється в процесі надкритичної сушки рідких гелів з алюмінію, хрому, оксиду олова чи вуглецю. Він на 99,8 % складається з порожнього простору, що робить його напівпрозорим. Аерогель володіє фантастичними захисними властивостями: він убереже вас як від вогню, так і від холоду. Не дивно, що матеріал розглядається в якості компонента військової броні або для будівництва житла в складних для виживання людини умовах.

ВУГЛЕЦЕВІ НАНОТРУБКИ
ВУГЛЕЦЕВІ НАНОТРУБКИ
Це довгі ланцюги вуглецю, що з’єднуються найсильнішим зв’язком у всій хімії, sр2, який сильніший навіть sр3, що утримує алмаз. Вуглецеві нанотрубки володіють численними корисними властивостями з точки зору фізики, наприклад, із легкістю проводять електрони і настільки міцні, що це єдина речовина, в теорії придатна для будівництва космічного ліфта. Трубки міцніші за сталь в 300 разів. З такого матеріалу також можна будувати вежі в сотні кілометрів заввишки.

МЕТАМАТЕРІАЛИ
Метаматеріалом можна назвати будь-який матеріал, який набуває свої властивості завдяки структурі, а не складу. Деякі метаматеріали володіють негативним індексом заломлення, оптичною величиною, яка дозволяє створювати суперлінзи, за допомогою яких можна розгледіти елементи, менші за довжину світлової хвилі. Ця технологія називається субхвильовою візуалізацією. Метаматеріали планують використовувати для створення досконалих голограм на 20-ти дисплеях. Вони були б настільки досконалі, що якби ви дивилися на екран з відстані 10 см, навіть не визначили б, що перед вами голограма.

ДОСТУПНІ АЛМАЗИ
Алмаз – ідеальний будівельний матеріал. Він міцний, легкий, складається з легкодоступного вуглецю, практично повністю теплопровідний і має одну з найвищих температур кипіння і плавлення серед усіх матеріалів. Уявіть літак, у двигуні якого сотні тисяч рухомих частин зроблені з алмазу. Такий апарат був би набагато потужніший, ніж кращі літаки сьогодення.

ФУЛЕРЕНИ
Алмази міцні, але агреговані алмазні наностержні (так звані аморфні фулерени) ще міцніші. Правда, поки їх виробництво вимагає багато енергії. Але цілком можливо, що після «алмазного століття» ми потрапимо в «століття фулеренів», а наші технології будуть більш складними.

АМОРФНІ МЕТАЛИ
Аморфні метали, або так зване металеве скло, відрізняються від звичайних тим, що мають невпорядковану атомну структуру. Вони можуть бути у два рази міцнішими за сталь. Через невпорядковану структуру вони також здатні розсіювати енергію удару більш ефективно, ніж металеві кристали, у яких є слабкі місця. Аморфні метали створюються в процесі швидкого охолодження розплавленого металу до того, як він сформує кристалічну решітку.
Імовірна область їх застосування – створення броні для військових. Якщо говорити про екологію, аморфні метали мають властивості, які на 40 % збільшують ефективність енергомереж, завдяки чому планету можна вберегти від тисяч тонн викидів, отриманих при використанні природного палива.

НАДСПЛАВИ
Надсплав – це загальний термін для металу, який може працювати при надвисоких температурах (до 1100 °C). Його із задоволенням використовують у турбінах реактивних двигунів. Надсплави також застосовуються і в більш складних конструкціях. Наприклад, коли ми будемо літати по небу в гіперзвукових літаках, ми подякуємо саме цим матеріалам.

МЕТАЛЕВА ПІНА
МЕТАЛЕВА ПІНА

Це те, що ви отримуєте, коли додаєте піноутворювач, порошкоподібний гідрид титану в розплавлений алюміній, а потім даєте йому охолонути. У результаті виходить украй міцна субстанція, відносно легка, із 75-95 % порожнього простору. Вона розглядається як будівельний матеріал для майбутніх космічних колоній. Деякі форми металевої піни настільки легкі, що плавають на воді, що робить їх відмінним засобом для будівництва плавучих міст, численні проекти яких уже втілюються в життя.

FacebookTwitterPinterest