كان الناس يبحثون دائمًا عن فرصة إنشاء مواد عالية الجودة وعملية. دينيس يوشن ، مؤلف مدونة العلوم والمدونة الشهيرة Science & Future in Yandex.Den ، يتحدث عن المواد التي ستغير العالم.

الجرافين

أكثر مادة واعدة في المستقبل هي الجرافين ، وهو تعديل كربون ثنائي الأبعاد يتكون من شبكة بلورية مسطحة بسماكة ذرة واحدة. شعرية الكريستال الجرافين هو مستوى يتكون من خلايا سداسية.

من ناحية ، فإن جميع الخصائص النظرية الرائعة للجرافين محدودة بحقيقة أن العلماء لم يتمكنوا بعد من الحصول على فيلم مثالي ثنائي الأبعاد في حالة حرة بسبب عدم استقراره الديناميكي الحراري. ومع ذلك ، يحتوي الجرافين على موصلية كهربائية فريدة ، مما يجعله بديلاً ممتازًا للسيليكون.

سيؤدي هذا إلى إنشاء المزيد من الأجهزة الإلكترونية المصغرة. بالإضافة إلى ذلك ، يعتبر الجرافين مثاليًا لتخزين الطاقة في خلايا الوقود ، للاستخدام في البصريات ، وإنشاء شاشات مرنة وحتى لتنظيف السوائل ، لأن فيلم الجرافين يمر بجزيئات الماء ، ويحبس المواد الأخرى.

من أجل الاستفادة من معظم الخصائص الفريدة للجرافين ، ليس من الضروري تطبيقه في شكل مثالي. إذا ظهرت عيوب في فيلم الجرافين ، يمكن أن توجد في شكل أنابيب نانوية. المواد المركبة والمصادر الحالية وواجهات الحواسيب العصبية والبيونيك (على سبيل المثال ، العضلات الاصطناعية) - لا توجد قيود عمليًا على استخدام الأنابيب النانوية.

حتى "مصعد الفضاء" سيئ السمعة يمكن بناؤه بفضل الأنابيب النانوية الكربونية ، لأن النظير النانوي أحادي الجدار الذي يبلغ طوله عدة كيلومترات يمكن أن يتحمل الوزن حتى طن لكل مليمتر مربع.

فانتابالك

قامت الشركة البريطانية Surrey Nanosystems بتطوير مادة يمكنها امتصاص ما يصل إلى 99.965٪ من الضوء الساقط ، مما يجعلها المادة الأكثر سوادًا في العالم. اسمها مناسب - فانتابالك.

يتم تفسير هذه الخاصية المدهشة من خلال حقيقة أنها تتكون من أنابيب نانوية كربونية ، وهي صغيرة جدًا بحيث لا يمكن للفوتونات ببساطة المرور بينها.

يبدو ، كيف يمكن أن تكون المادة السوداء مفيدة؟ يساعد على منع تشتت الضوء ، والذي يمكن استخدامه في التلسكوبات. يمكن لـ Vantabalck تحسين جودة كاميرات الأشعة تحت الحمراء بشكل ملحوظ. يمكن استخدامه لإنشاء أنظمة الحماية الحرارية.

تفتح قدرة المادة على امتصاص الإشعاعات المختلفة احتمالية إنشاء أغلفة خفيفة وأكثر متانة من المركبات الفضائية التي تحمي من الإشعاع.

من المثير للاهتمام أن يُحظر على المتخصصين في Surrey Nanosystems مناقشة آفاق الاستخدام العسكري لفانتابالك مع الصحفيين ، ويجيبون على مسألة التكلفة بإيجاز قدر الإمكان: "إنه مكلف للغاية". لكن فانتابلاك في المجال العسكري ، على الأقل ، يمكن استخدامه لخلق "تمويه درجة الحرارة".

الجرافين ايرجيل

في العقد الماضي ، بدأت airgels ، التي تم تطويرها كفئة من المواد في عام 1931 ، في إيلاء المزيد من الاهتمام. هنا أيضا لا يمكن الاستغناء عن الكربون.مرة أخرى في عام 2011 ، تم إنشاء airgel بكثافة 4 mg / cm3 على أساس الأنابيب النانوية الكربونية متعددة الطبقات. في كل عام تقريبًا ، ظهرت الأيروغلانات ذات الكثافة المنخفضة ، واليوم ، تعد المواد الأخف من ذلك هي الجرافين الهوائي ، الذي تبلغ كثافته 0.16 مجم / سم 3 فقط.

من المثير للدهشة أن المواد التي تم الحصول عليها من قبل المتخصصين لديها قوة ومرونة عالية للغاية. يعود بسرعة إلى النموذج بعد الضغط. في ثانية واحدة ، يمكنها امتصاص ما يصل إلى 68 جرامًا من المركبات العضوية. في نفس الوقت ، يحتوي الهوائي على مواد غير قابلة للذوبان في الماء تصل إلى 900 مرة من وزنه.

وبالتالي ، في حالة وقوع كارثة ، على سبيل المثال ، انسكاب نفطي ، سيكون من الممكن ليس فقط جمع كل شيء من سطح الماء ، ولكن أيضًا لا تفقد أي شيء عمليًا ، ببساطة عن طريق الضغط عليه من الهلام.
بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استخدام airgel كمادة عازلة ، في أنظمة تخزين الطاقة لتحفيز التفاعلات ، وكحشو للمواد المركبة المعقدة.

زجاج الصفصاف

يعلم الجميع عن زجاج Gorilla Glass المقاوم للصدمات ، ولكن ماذا عن الزجاج المرن الذي له نفس خصائص القوة؟ قابل زجاج الصفصاف - بسماكة 100 ميكرون فقط (سمك ورقة A4) ، وظل مقاومًا للتلف الميكانيكي على مستوى الغوريلا.

التطبيق الأكثر وضوحًا له هو إنشاء هواتف ذكية مرنة ، لكن هذه الفكرة ليست شائعة جدًا. لكننا نتحدث عن زجاج مرن ومتين للغاية ، حتى لا تكون هناك مشاكل في استخدامه. تقول شركة التطوير أنه في المستقبل سيتم استخدام منتجها على نطاق واسع في إنشاء ، على سبيل المثال ، معدات الإضاءة أو حتى الألواح الشمسية.

إن كل ما يحيط بنا على الإطلاق يتكون من مجموعة متنوعة من المواد ، ويبدو أنه لماذا يتم إنشاء مواد جديدة إذا كان كل شيء موجودًا بالفعل؟ الجواب واضح: نحن بحاجة إلى الاهتمام بالبيئة ، وفهم أن الموارد ليست غير محدودة ، وتطوير المحيطات والعوالم الجديدة وجعل الحياة أفضل للجميع على وجه الأرض. المواد الجديدة هي دائما فرص جديدة لمزيد من التطوير.