Oamenii au căutat întotdeauna oportunitatea de a crea materiale de cea mai înaltă calitate și funcționale. Denis Yushin, autorul popularului blog de știință și blog Science & Future din Yandex.Den, vorbește despre materiale care vor schimba lumea.

Grafenul

Materialul cel mai promițător al viitorului este grafenul, o modificare bidimensională a carbonului constând dintr-o grilă de cristal plat cu un atom de grosime. Grasimea cristalului grafenic este un plan format din celule hexagonale.

Pe de o parte, toate proprietățile teoretice incredibile ale grafenului sunt limitate de faptul că oamenii de știință nu au reușit încă să obțină un film bidimensional ideal în stare liberă datorită instabilității sale termodinamice. Cu toate acestea, grafenul are o conductivitate electrică unică, ceea ce îl face un substitut excelent pentru siliciu.

Acest lucru va crea și mai multe dispozitive electronice în miniatură. În plus, grafenul este ideal pentru stocarea energiei în celulele de combustibil, pentru utilizarea în optică, crearea de afișaje flexibile și chiar pentru curățarea lichidelor, deoarece un film de grafen trece molecule de apă, prinzând alte substanțe.

Pentru a profita de majoritatea proprietăților unice ale grafenului, nu este necesară aplicarea sa într-o formă perfectă. Dacă în filmul de grafen apar defecte, acesta poate exista sub formă de nanotuburi. Materiale compuse, surse curente, interfețe neurocomputer și bionici (de exemplu, mușchii artificiali) - practic nu există restricții privind utilizarea nanotuburilor.

Chiar și renumitul „elevator spațial” poate fi construit datorită nanotuburilor de carbon, deoarece teoretic un nanotub cu un singur perete de câțiva kilometri lungime poate rezista la greutate de până la o tonă pe milimetru pătrat.

Vantabalck

Compania britanică Surrey Nanosystems a dezvoltat un material care poate absorbi până la 99,965% din lumina incidentă, ceea ce îl face cel mai negru material din lume. Numele său este potrivit - Vantabalck.

Această proprietate uimitoare se explică prin faptul că este formată din nanotuburi de carbon, care sunt atât de mici încât fotonii pur și simplu nu pot trece între ele.

S-ar părea, cum poate fi util materialul cel mai negru? Ajută la prevenirea împrăștierii luminii, care poate fi folosită la telescoape. Vantabalck poate îmbunătăți semnificativ calitatea camerelor cu infraroșu. Poate fi utilizat pentru a crea sisteme de protecție termică.

Capacitatea unui material de a absorbi diverse radiații deschide perspectiva creării celor mai ușoare și mai durabile acoperiri ale navei spațiale care protejează împotriva radiațiilor.

Este interesant faptul că specialiștilor din Surrey Nanosystems le este interzis să discute perspectivele utilizării militare a Vantabalck cu jurnaliștii, iar aceștia răspund la întrebarea costurilor cât se poate de succint: „este foarte scump”. Dar Vantablack în sfera militară, cel puțin, poate fi utilizat pentru a crea „camuflaj la temperatură”.

Graphene Airgel

În ultimul deceniu, aerogelele, dezvoltate ca o clasă de materiale încă din 1931, au început să acorde mult mai multă atenție. Tot aici nu s-ar putea face fără carbon.În 2011, a fost creat un airgel cu o densitate de 4 mg / cm3 pe baza nanotuburilor de carbon multistrat. Aproape în fiecare an, au apărut aerogelii cu o densitate mai mică, iar astăzi cel mai ușor material este aergelul cu grafen, a cărui densitate este de doar 0,16 mg / cm3.

În mod surprinzător, materialul obținut de specialiști are o rezistență și elasticitate extrem de ridicate. Se întoarce rapid la formă după compresie. Într-o secundă, este capabil să absoarbă până la 68 de grame de compuși organici. În același timp, airgel conține substanțe care nu sunt solubile în apă de până la 900 de ori față de greutatea proprie.

Astfel, în cazul unei catastrofe, de exemplu, un vărsat de petrol, va fi posibilă colectarea nu numai a acesteia de pe suprafața apei, dar, de asemenea, să nu pierdeți practic nimic, pur și simplu prin stoarcerea ei dintr-un airgel.
În plus, airgel poate fi utilizat ca material izolant, în sisteme de stocare a energiei pentru catalizarea reacțiilor și ca umplutură pentru materiale compozite complexe.

Pahar de salcie

Toată lumea știe despre sticla rezistentă la șocuri Gorilla Glass, dar ce zici de sticla flexibilă care are aceleași proprietăți de rezistență? Faceți cunoștință cu sticla de salcie - cu o grosime de doar 100 de microni (grosime de tablă A4), a rămas rezistentă la deteriorarea mecanică la nivelul gorilei.

Cea mai evidentă aplicație pentru el este crearea de smartphone-uri flexibile, însă această idee nu este atât de populară. Vorbim însă despre o sticlă flexibilă și foarte durabilă, astfel încât să nu fie probleme cu utilizarea acesteia. Compania de dezvoltare spune că în viitor produsul lor va fi utilizat pe scară largă în crearea, de exemplu, a echipamentelor de iluminat sau chiar a panourilor solare.

Absolut tot ce ne înconjoară constă dintr-o mare varietate de materiale și, s-ar părea, de ce să le creăm noi, dacă totul este deja acolo? Răspunsul este evident: trebuie să ne preocupăm de mediu, să înțelegem că resursele nu sunt nelimitate, să dezvoltăm oceanul și lumile noi și să facem viața mai bună pentru toată lumea de pe Pământ. Materialele noi sunt întotdeauna noi oportunități de dezvoltare ulterioară.