חומרים מדהימים של העתיד - רשימה, תכונות ועובדות מעניינות

2024 מְחַבֵּר: Henry Conors | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-02-12 07:19

הפיזיקאי ההונגרי דנס גאבור אמר שאי אפשר לחזות את העתיד, אבל אפשר להמציא אותו. והמילים הללו משקפות במלואן את המציאות.

עתיד בפיתוח

אני בטוח שרבים מכם ראו את הסרט The X-Files: The Fight for the Future משנת 1998. זהו סרט פנטזיה עם מרכיבי מתח ובלשי. היום נדבר גם על חומרים שהם העתיד. הם אינם מסווגים, אך מעט ידוע עליהם. כי היקף היישום שלהם עדיין קטן. אבל עם הזמן, חומרים אלה בוודאי יקבלו דריסת רגל בשוק ויהיה בשימוש נרחב.

רשימת החומרים שנעסוק היום:

1. Airgel.
2. אלומיניום שקוף.
3. קצף מתכת.
4. בטון לריפוי עצמי.
5. Graphene.
6. זכוכית ערבה.
7. אריחי זכוכית.
8. חומרי בניין מפטריות.

ועכשיו בואו נתעכב על כל אחד מהם ביתר פירוט.

Airgel

Airgel הוא החומר של העתיד שניתן להשתמש בו בקרוב מאוד. מידע על זה פורסם עוד ב-2013. הפיתוח הוא פרי יצירתם של מדענים סינים. ננו-חומר זה עשה שוב ושובמוזכר בספר השיאים של גינס. הכל הודות למאפיינים הייחודיים שלו.

Airgel (בתרגום לרוסית כ"אוויר קפוא" או "עשן קפוא") הוא קל להפליא, מכיוון שהמרכיב העיקרי שלו הוא אוויר. שקוף, עם גוון כחלחל קל, הוא דומה לקצף גילוח קפוא. זה 99.8% אוויר, שממלא תאים זעירים שניתן לראות רק במיקרוסקופ.

איירג'ל עשוי מג'ל רגיל. אבל במקום רכיב נוזלי, הוא מכיל גז. עם צפיפות מינימלית (פי 1000 פחות מצפיפות הזכוכית), הוא עמיד מאוד. דגימות איירג'ל יכולות לעמוד פי כמה אלפי ממשקלן. זה גם מבודד תרמי טוב וניתן להשתמש בו ביישומי חלל.

קלות התפעול הופכת אותו לכמעט אוניברסלי. אבל אירג'ל ימצא את השימוש הגדול ביותר בבנייה, כחומר מבודד חום, חסין לחות ואמין.

אלומיניום שקוף

הטכנולוגיות מתקדמות - וכעת מופיע מידע באופן קבוע בתקשורת על כך שמדענים יצרו אלומיניום שקוף. החומר החדש ביותר הזה, שפותח לאחרונה ונמכר תחת המותג ILON, מורכב מאלומיניום, חנקן וחמצן.

המשימה העיקרית של אלומיניום קוורץ-אוקסיניטריד היא להחליף זכוכית חסינת כדורים. עם זאת, זה יכול לשמש לא רק למטרה זו. החומר של העתיד עמיד בפני פגיעות. שֶׁלוֹכמעט בלתי אפשרי לגרד. יחד עם זאת, אלומיניום שקוף הוא חצי ממשקל הזכוכית.

היום התחילו להשתמש ב-ALON. מיקרוסופט כבר משתמשת במתכת. הוא כלול בגוף ה"שעון החכם". אולי יום אחד ייעשו מבנים מאוקסיניטריד קוורץ-אלומיניום. אבל רק כאשר המחיר של החומר הזה יורד. ההוצאה העתידית היא במיליארדים אלא אם העלות תהפוך לדמוקרטית יותר.

קצף מתכת

לחומר קל המשקל הזה יש את היכולת הייחודית לעצור כדור באוויר ולהפוך אותו לאבק. במקרה זה, הרכב הקצף עשוי להשתנות. אין "מתכון" אחד. לדוגמה, העברת גז דרך מתכת מותכת. או הוסף אבקת טיטניום הידריד לאלומיניום מותך.

קצף מתכת הוא דוגמה לאבולוציה של חומרים. עכשיו הם נראים כמו קוריוז, אבל בקרוב הם יהפכו למשהו רגיל ומוכר.

בשל נוכחותם של כיסי אוויר, לקצף יש תכונות בידוד תרמי. הוא לא שוקע במים, הוא נחתך בקלות. זה מאפשר לך להשתמש בו לעבודה דקורטיבית. יתר על כן, יש לו דפוס טבעי ויפה.

לחומר תכונות אקוסטיות, עמיד בפני קורוזיה ואינו נמס גם בחשיפה לטמפרטורות גבוהות מאוד. מחקרים על יציבותו כבר בוצעו. אפילו בטמפרטורה של 1482 מעלות צלזיוס, הוא התחמצן, אך חוזקו ומבנהו נשמרו. טמפרטורות נמוכות אינן משפיעות כלל על המראה והתכונות של החומר.

בטון לריפוי עצמי

עמידות המבנה שהוקם במהלך בניית הבניין תמיד מוטלת בספק. בונים חסרי מצפון וחומרים לא איכותיים יכולים להרוס בניין חדש מהר מאוד. ושחזורו תמיד דורש הוצאות כספיות אדירות.

מדענים הולנדים פתרו את הבעיה הזו. הם יצרו בטון ריפוי עצמי, המכיל חיידקים חיים וסידן לקטט. תארו לעצמכם, בטון "מדבק" את עצמו! איך הם עובדים?

חיידקים סופגים סידן לקטט ומייצרים אבן גיר. הוא ממלא סדקים ומשקם כמעט לחלוטין את שלמות הבטון, מה שיחסוך משמעותית בתיקונים בעתיד ויגדיל משמעותית את חיי השירות.

הביו-בטון הזה נוצר על ידי Henk Jonkers מהאוניברסיטה הטכנית של הולנד. המדען והצוות שלו השקיעו 3 שנים כדי לעשות את הנס הזה. הנק מספר שהוא בחר במוטות חיידקים שיכולים לחיות עשרות שנים ללא מים וחמצן. חיידקים מונחים בכמוסות מיוחדות. הם נפתחים ו"משחררים" חיידקים כאשר מים מחלחלים דרך הסדקים. המוצר כבר נבדק בהצלחה בבניין תחנת ההצלה הממוקמת ליד האגם.

חומר זה עדיין אינו בשימוש. והעתיד הוא ללא ספק שלו.

Graphene

מדענים בטוחים שהחומר הזה הוא העתיד. הואהיא שכבה של פחמן בעובי אטום אחד. זה נקרא החומר הדק ביותר בעולם.

ראוי לציין שגרפן הושג במקרה - המדענים אנדריי גיים וקונסטנטין נובוסלוב פשוט נהנו. בשביל הכיף הם בחנו חתיכות של סרט דביק, המשמש כמצע לגרפיט. בעזרת סרט דביק החלו לקלף את הפחמן שכבה אחר שכבה. וכתוצאה מכך, קיבלנו שכבה אחידה לחלוטין של פחמן בעובי אטום. בשנת 2010, מדענים זכו בפרס נובל על תגלית זו.

התכונות של הגרפן מאפשרות לנו להתייחס אליו כבסיס להתפתחויות טכניות עתידיות. היא חזקה משמעותית מפלדה, מה שיהפוך את הגאדג'טים של העתיד לעמידים יותר בפני אישורים. ואפילו עשרות פעמים יאיץ את מהירות הגישה לאינטרנט. נכס כזה בוודאי יזכה להערכה על ידי כל משתמש ברשתות חברתיות.

גרפן הוא החומר של העתיד. עובדה מעניינת עליו נאמרה לאחרונה על ידי מדענים. במהלך המחקר התגלה שגרפן מונואטומי דו-שכבתי יכול להפוך לחומר מצוין לשריון גוף - קשה כמו יהלום, אבל גמיש.

עם זאת, לחומר הזה יש גם חסרונות. זה יכול לפגוע בסביבה ובבריאות האדם. זיהום גרפן של מי עילי יכול להפוך אותם לרעילים.

ממשיכים את רשימת החומרים העתידיים המדהימים שלנו.

זכוכית ערבה

הזכוכית הזו סופקה על ידי Corning, שהיא כבר יצרנית של ציפוי מגן לסמארטפונים וטאבלטים בשם Gorilla Glass.זכוכית זו ידועה בעמידות הפגיעה והשריטות שלה. עם זאת, היצרנים החליטו ללכת רחוק יותר ולפתח ציפוי חדש - ווילו גלס.

זוהי זכוכית שעוביה דומה לעובי של נייר A4. זה רק 100 מיקרוטון. מבחינת הפונקציונליות שלו, הוא דומה לזכוכית רגילה, ולחוץ הוא דומה מאוד לפלסטיק. עם תוספת אחת משמעותית - יש לו גמישות. ניתן לכופף זכוכית ערבה לכיוונים שונים ללא חשש לאבד את תכונותיה.

אולי בקרוב הזכוכית הייחודית הזו תשמש כמסך לסמארטפונים. בנוסף לגמישות המדהימה שלה, ווילו גלס גם עמידה להפליא לטמפרטורות גבוהות, עד 500°C.

אבוי, לזכוכית אין את החוזק של Gorilla Glass ואינה מגינה בצורה כל כך יעילה מפני נזק מכני.

אריחי זכוכית

אריח הזכוכית נוצר על ידי חברת SolTech Energy השוויצרית. חברה זו הוקמה בשנת 2006. פעילותה מכוונת לפיתוח חידושים בתחום האנרגיה האלטרנטיבית וזמינותם למגוון רחב של אנשים. ללא ספק, זהו החומר של העתיד.

אריחי זכוכית אינם חידוש מוחלט, אך עובדי החברה טוענים שהם שיפרו אותו.

מהיתרונות העיקריים של כיסוי כזה הם:

1. כוח. החומר אינו נחות מעמיתיו המתכתיים.
2. גודלו וצורתו נבחרים בצורה כזו שניתן להשתמש בו לשניים עם אריח מתכת רגיל.
3. יופי. חיפוי זכוכית לגגנראה מרהיב ומשתלב בהרמוניה עם כל עיצוב בניין.

עקרון הפעולה שלו די פשוט. קרני השמש יכולות לעבור בקלות דרך הזכוכית. ואז הם נשארים על משטחים מיוחדים שסופגים אנרגיית שמש. ניתן להיפטר מאנרגיה זו לפי שיקול הדעת של התושבים - להשתמש בה לחימום או לרשת החשמל. האפקט הגדול ביותר מושג כאשר הגג מופנה לכיוון דרום.

בתי "פטריות"

מסתבר שפטריות הן חומר בנייה מצוין. האמריקאים העלו לראשונה את הרעיון הזה.

Ecovative הוקמה על ידי בוגרי המכון הפוליטכני. לדברי מייסדיה, גאווין מקינטייר ואבן באייר, ניתן להשיג מגוון רחב של חומרים מהתפטיר. לא רק לבנייה, אלא גם לייצור נעליים או רהיטים. התפטיר הוא מקבץ של חוטים דקים המזינים את הפטרייה במיקרו-אלמנטים הדרושים לה. הוא מפרק חומר אורגני באדמה (דשא קמל וכו'). במהלך תהליך זה, הוא משחרר חומרים, מצמידים יחד את המצע עליו הוא גדל.

צור חומר מפטריות בצורה הבאה: מחברים את התפטיר והמצע, אורזים את החומר שנוצר לצורות ומניחים אותו במקום חשוך. לאחר מספר ימים, התפטיר ממיס את החוטים, כאילו מלט את המצע. במהלך ייבוש וטיפול בחום, התפטיר נהרג. המצע הופך מוכן לשימוש. הטכנולוגיה פשוטה אך גאונית, מה שהופך את הפטריות לאחד החומרים המדהימים של העתיד.