5 materiałów przyszłości

W ciągu ostatnich kilku lat ludzkość wymyśliła całą masę różnych technologii, urządzeń i gadżetów. Jednak najważniejszym elementem, który kwestionuje realizację wynalazków, w praktyce jest materiał produkcyjny, z którego składają się te rzeczy i bez którego realizacja pewnych idei jest niemożliwa. Oferujemy zapoznanie się z wyborem pięciu najbardziej szalonych, niedawno wynalezionych materiałów, które mają zmienić przyszłość, ponieważ ich potencjał użycia i możliwości zastosowania są niemal nieograniczone.

Bąbelkowa folia aluminiowa

Materiał, wymyślony przez grupę inżynierów z University of North Carolina, może być bardzo przydatny w produkcji sprzętu ochronnego i opakowań dla towarów. Aby go wyprodukować, naukowcy pobierają arkusz aluminium, toczą na nim kłujący wałek, aby utworzyć jednolite wgłębienia, wypełniają te wgłębienia środkiem spieniającym, takim jak węglan wapnia lub hydrat cyny, nakładają drugi arkusz tego samego na wierzch, zwijają go i umieszczają w piecu. Pod wpływem wysokiej temperatury zaczyna się pienienie, w wyniku czego powstają przestrzenie powietrzne w miejscu tych bardzo „pęcherzyków”..

Dalsze testy produkcyjne potwierdziły, że taki metal waży o 30 procent mniej niż zwykłe arkusze, a jednocześnie jest prawie o 50 procent silniejszy i pochłania działającą na niego energię zewnętrzną. Ponadto koszt produkcji takiego materiału nie jest tak wysoki w porównaniu z normalnym. Jednocześnie zakres jego zastosowania jest praktycznie niezliczony: od produkcji kontenerów towarowych, opakowań do delikatnych rzeczy, a kończąc na produkcji kasków rowerowych.

Pianka tytanowa

Łącząc gąbkę z pianki poliuretanowej, sproszkowany tytan i specjalne składniki spoiwa, naukowcy mają możliwość stworzenia materiału wykonanego z metalu, w formie przypominającej gąbkę (lub piankę). Podczas produkcji główna rama pianki poliuretanowej wyparowuje, w wyniku czego tytan wytwarza rodzaj „piankowej” struktury, której można następnie nadać niezbędne właściwości i formy pod wpływem dodatkowej temperatury..

Końcowe właściwości będą zależeć od poziomu porowatości takiej gąbki. Ale najbardziej podstawowe - jego siła i niesamowita lekkość - pozostaną. Oczywiście nie będziesz mył naczyń za pomocą takiej gąbki, ale nakładanie materiału, ponieważ produkcja sztucznych substytutów kości wydaje się być idealnym sposobem na jego użycie. Po pierwsze, materiał o właściwościach mechanicznych jest prawie identyczny z tkanką kostną, a po drugie, dzięki porowatości prawdziwa żywa kość może dosłownie wyrosnąć na ten materiał. Ogólnie rzecz biorąc, prawdziwy „Wolverine” wkrótce w twoim mieście.

Aerożel grafenowy

Zaledwie kilka miesięcy temu materiał ten wyeliminował tytuł najlżejszego materiału na świecie. Wcześniej dłoń wyższości w ramach tej własności należała do aerografitu, którego gęstość wynosi 0,18 mg / cm3. Z kolei gęstość nowo opracowanego aerożelu grafenowego wynosi zaledwie 0,16 mg / cm3, czyli jest niższa niż gęstość helu i tylko dwa razy niższa niż wodoru. Aerożel grafenowy może dosłownie „unosić się” w powietrzu..

Aerożel powstał dzięki zastosowaniu liofilizacji (wstępnego zamrażania, a następnie suszenia w próżni) połączonych nanorurek węglowych i grafenu. Rezultatem jest niezwykle lekki materiał o niesamowitej wytrzymałości i elastyczności. Jego właściwości pochłaniające nie mniej - materiał jest w stanie wchłonąć różne substancje organiczne w sumie 900 razy więcej niż jego własny ciężar. Kiedy i jeśli aerożel grafenowy stanie się bardziej dostępny, doskonale poradzi sobie z rolą materiału izolacyjnego i będzie doskonałym narzędziem do zbierania, na przykład, rozlanego oleju..

Spider Silk

Jedwab jest niezwykle trwałym materiałem naturalnym, ale nie jest tak łatwy do uzyskania, jak się wydaje. Dlatego japońska firma rozpoczynająca działalność Spiber postanowiła opracować metodę produkcji syntetycznej wersji tego materiału. Firma była w stanie zidentyfikować gen fibroiny, który jest kluczowym składnikiem, który pozwala pająkom produkować pajęczyny..

Po zidentyfikowaniu tego genu firma w sposób bioinżynieryjny stworzyła bakterię, która może produkować jedwab niezwykle szybko. Co więcej, podejście to otworzyło Spiberowi możliwość tworzenia nowych rodzajów jedwabiu w bardzo krótkim czasie, dosłownie w ciągu 10 dni od rozpoczęcia rozwoju i przed jego wprowadzeniem do produkcji. Jednocześnie bakteria nie jest bardzo wymagająca w stosunku do żywności, żywi się cukrem, solą i innymi pierwiastkami śladowymi. Następnie wytwarza specjalne białko, które inżynierowie firmy mielą na proszek, a następnie z niego tworzy się materiał, z którego można tworzyć nie tylko nici, ale także nadawać dowolny pożądany kształt. Jeden gram fibroiny wystarczy do wyprodukowania 9 km jedwabnej nici..

Do 2015 roku Spiber planuje stworzyć 10 ton metrycznych tego wspaniałego materiału..

Molecular Super Glue

Jeśli przynajmniej raz przykleiłeś palce do superglue, prawdopodobnie wiesz, jak bolesne będzie ich rozerwanie. Teraz wyobraź sobie swoje palce sklejone na poziomie molekularnym! Zdejmij je będzie znacznie bardziej bolesne. Tak więc grupa naukowców z Uniwersytetu w Oksfordzie, zainspirowana możliwościami bakterii Streptococcus pyogenes przylegania do innych komórek, stworzyła nowy molekularny superglue oparty na tej zasadzie..

Do jego produkcji naukowcy wzięli jeden rodzaj białka z bakterii, która jest odpowiedzialna za przyleganie do ludzkich komórek, i na jej podstawie wymyślili klej, który tworzy wiązanie na poziomie atomowym, gdy wchodzi w kontakt z sąsiednimi komórkami. Połączenie to okazuje się więc tak silne, że podczas testów laboratoryjnych sprzęt, na którym przeprowadzono testy, zepsuł się szybciej, niż mógłby wytrzymać ten klej..

Teraz naukowcy muszą znaleźć sposób na połączenie białek z innymi wybranymi strukturami molekularnymi, co pozwoli nam stworzyć ultra silne typy selektywnych klejów, które nie sklejają naszych palców..