مواد شگفت انگیز آینده - لیست، ویژگی ها و حقایق جالب

2024 نویسنده: Henry Conors | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-02-12 06:34

فیزیکدان مجارستانی Denes Gabor گفت که آینده قابل پیش بینی نیست، اما می توان آن را اختراع کرد. و این کلمات به طور کامل واقعیت را منعکس می کنند.

آینده در حال توسعه

مطمئنم که بسیاری از شما فیلم 1998 The X-Files: The Fight for the Future را دیده اید. این یک فیلم فانتزی با عناصر مهیج و پلیسی است. امروز همچنین در مورد موادی که آینده هستند صحبت خواهیم کرد. آنها طبقه بندی نشده اند، اما اطلاعات کمی در مورد آنها وجود دارد. زیرا دامنه کاربرد آنها هنوز کم است. اما با گذشت زمان، این مواد مطمئناً جای پای خود را در بازار به دست خواهند آورد و به طور گسترده مورد استفاده قرار خواهند گرفت.

فهرست موادی که امروز پوشش خواهیم داد:

1. Airgel.
2. آلومینیوم شفاف.
3. فوم فلزی.
4. بتن خود ترمیم شونده.
5. گرافن.
6. شیشه بید.
7. کاشی های شیشه ای.
8. مصالح ساختمانی از قارچ.

و اکنون اجازه دهید در مورد هر یک از آنها با جزئیات بیشتری صحبت کنیم.

Airgel

Airgel ماده آینده است که خیلی زود می توان از آن استفاده کرد. اطلاعات مربوط به آن در سال 2013 منتشر شد. این توسعه زاییده ذهن دانشمندان چینی است. این نانومواد بارها و بارهادر کتاب رکوردهای گینس ذکر شده است. همه به لطف خواص منحصر به فرد آن است.

Airgel (به روسی به عنوان "هوای یخ زده" یا "دود یخ زده" ترجمه شده است) فوق العاده سبک است، زیرا جزء اصلی آن هوا است. شفاف، با رنگ آبی مایل به آبی، شبیه یک فوم اصلاح منجمد است. 99.8 درصد آن هوا است که سلول های کوچکی را که فقط با میکروسکوپ قابل مشاهده هستند پر می کند.

Airgel از ژل معمولی ساخته شده است. اما به جای یک جزء مایع، حاوی گاز است. با حداقل چگالی (1000 برابر کمتر از چگالی شیشه) بسیار بادوام است. نمونه های ایروژل می توانند چندین هزار برابر وزن خود را تحمل کنند. همچنین یک عایق حرارتی خوب است و می تواند در کاربردهای فضایی استفاده شود.

سهولت کار آن را تقریباً جهانی می کند. اما ایروژل به عنوان یک ماده عایق حرارت، ضد رطوبت و قابل اعتماد، بیشترین کاربرد را در ساخت و ساز خواهد داشت.

آلومینیوم شفاف

فناوری ها در حال پیشرفت هستند - و اکنون اطلاعاتی به طور مرتب در رسانه ها ظاهر می شود که دانشمندان آلومینیوم شفاف ساخته اند. این جدیدترین ماده که اخیراً با نام تجاری ILON ساخته و فروخته شده است از آلومینیوم، نیتروژن و اکسیژن تشکیل شده است.

وظیفه اصلی کوارتز-اکسی نیترید آلومینیوم جایگزینی شیشه ضد گلوله است. با این حال، می توان از آن نه تنها برای این منظور استفاده کرد. ماده آینده در برابر ضربه مقاوم است. خودخراشیدن تقریبا غیرممکن است در عین حال، آلومینیوم شفاف نصف وزن شیشه است.

امروز ALON شروع به استفاده کرد. مایکروسافت در حال حاضر از فلز استفاده می کند. در بدنه «ساعت هوشمند» موجود است. شاید روزی سازه هایی از کوارتز-آلومینیوم اکسی نیترید ساخته شوند. اما فقط زمانی که قیمت این مواد کاهش می یابد. هزینه‌های آینده میلیاردها دلار است مگر اینکه هزینه آن دموکراتیک‌تر شود.

فوم فلزی

این ماده سبک وزن دارای توانایی منحصر به فرد در متوقف کردن گلوله در هوا و تبدیل آن به گرد و غبار است. در این مورد، ترکیب فوم ممکن است متفاوت باشد. هیچ "دستور العمل" واحدی وجود ندارد. مثلا عبور گاز از فلز مذاب. یا پودر هیدرید تیتانیوم را به آلومینیوم مذاب اضافه کنید.

فوم فلزی نمونه ای از تکامل مواد است. اکنون آنها کنجکاوی به نظر می رسند، اما به زودی به چیزی عادی و آشنا تبدیل می شوند.

به دلیل وجود حفره های هوا، فوم دارای خاصیت عایق حرارتی است. در آب فرو نمی رود، به راحتی بریده می شود. این به شما امکان می دهد از آن برای کارهای تزئینی استفاده کنید. علاوه بر این، الگوی طبیعی و زیبایی دارد.

این ماده دارای خواص صوتی است، در برابر خوردگی مقاوم است و حتی در معرض دمای بسیار بالا ذوب نمی شود. مطالعات پایداری آن قبلاً انجام شده است. حتی در دمای 1482 درجه سانتیگراد، اکسید شد، اما استحکام و ساختار آن حفظ شد. دماهای پایین تر اصلاً بر ظاهر و خواص مواد تأثیر نمی گذارد.

بتن خود درمانی

دوام سازه ساخته شده در طول ساخت ساختمان همیشه مورد تردید است. سازندگان بی وجدان و مصالح بی کیفیت می توانند ساختمان جدید را خیلی سریع تخریب کنند. و بازسازی آن همیشه مستلزم هزینه های مالی هنگفت است.

دانشمندان هلندی این مشکل را حل کرده اند. آنها بتن خود ترمیم شونده را ایجاد کردند که حاوی باکتری های زنده و لاکتات کلسیم است. تصور کنید، بتن خود را "لکه"! چگونه کار می کنند؟

باکتری ها لاکتات کلسیم را جذب کرده و سنگ آهک تولید می کنند. ترک ها را پر می کند و تقریباً به طور کامل یکپارچگی بتن را احیا می کند که به میزان قابل توجهی در تعمیرات در آینده صرفه جویی می کند و عمر مفید آن را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد.

این زیست بتن توسط هنک یونکرز از دانشگاه فنی هلند ساخته شده است. این دانشمند و تیمش 3 سال برای انجام این معجزه وقت گذاشتند. هنک می گوید که میله های باکتریایی را انتخاب کرده است که می توانند چندین دهه بدون آب و اکسیژن زندگی کنند. باکتری ها در کپسول های مخصوص قرار می گیرند. هنگامی که آب از شکاف ها نفوذ می کند، آنها باز می شوند و باکتری ها را آزاد می کنند. این محصول قبلاً با موفقیت در ساختمان ایستگاه نجات واقع در نزدیکی دریاچه آزمایش شده است.

این ماده در حال حاضر استفاده نشده است. و آینده بدون شک اوست.

گرافن

دانشمندان مطمئن هستند که این ماده آینده است. اولایه ای از کربن 1 اتم ضخیم است. آن را نازک ترین ماده در جهان می نامند.

قابل توجه است که گرافن به طور تصادفی به دست آمد - دانشمندان آندری گیم و کنستانتین نووسلوف فقط سرگرم بودند. برای سرگرمی، تکه‌هایی از نوار چسب را که به عنوان بستری برای گرافیت استفاده می‌شود، بررسی کردند. با کمک نوار چسب شروع به کندن لایه به لایه کربن کردند. و در نتیجه، یک لایه کاملاً یکنواخت از کربن به ضخامت یک اتم به دست آوردیم. در سال 2010، دانشمندان جایزه نوبل را برای این کشف دریافت کردند.

خواص گرافن به ما این امکان را می دهد که آن را اساس پیشرفت های فنی آینده در نظر بگیریم. این به طور قابل توجهی قوی تر از فولاد است که باعث می شود گجت های آینده در برابر تأییدها مقاوم تر شوند. و حتی ده ها بار سرعت دسترسی به اینترنت را افزایش می دهد. چنین ویژگی مطمئناً مورد قدردانی هر کاربر شبکه های اجتماعی خواهد بود.

گرافن ماده آینده است. اخیراً دانشمندان یک واقعیت جالب در مورد او گفته اند. در طول تحقیقات، مشخص شد که گرافن تک اتمی دو لایه می تواند به یک ماده عالی برای زره بدن تبدیل شود - سخت مانند الماس، اما انعطاف پذیر.

اما این ماده معایبی نیز دارد. می تواند به محیط زیست و سلامت انسان آسیب برساند. آلودگی آب های سطحی با گرافن می تواند آنها را سمی کند.

ادامه لیست ما از مواد باورنکردنی آینده.

شیشه بید

این شیشه توسط Corning ارائه شده است که قبلاً یک پوشش محافظ برای تلفن های هوشمند و تبلت ها به نام Gorilla Glass تولید می کند.این شیشه به دلیل مقاومت در برابر ضربه و خراش شناخته شده است. با این حال، سازندگان تصمیم گرفتند بیشتر پیش بروند و پوشش جدیدی را توسعه دهند - شیشه بید.

این شیشه است که ضخامت آن با ضخامت کاغذ A4 قابل مقایسه است. این تنها 100 میکروتن است. از نظر کارایی شبیه شیشه معمولی است و از نظر ظاهری بسیار شبیه پلاستیک است. با یک افزوده قابل توجه - انعطاف پذیری دارد. شیشه بید را می توان بدون ترس از دست دادن خواص خود در جهت های مختلف خم کرد.

شاید به زودی این شیشه منحصر به فرد به عنوان صفحه نمایش گوشی های هوشمند عمل کند. شیشه بید علاوه بر انعطاف‌پذیری شگفت‌انگیز، در برابر دماهای بالا تا 500 درجه سانتی‌گراد نیز بسیار مقاوم است.

افسوس، شیشه استحکام گوریلا گلس را ندارد و به طور موثری در برابر آسیب های مکانیکی محافظت نمی کند.

کاشی شیشه ای

کاشی شیشه ای توسط شرکت سوئیسی SolTech Energy ساخته شده است. این شرکت در سال 2006 تاسیس شد. هدف از فعالیت های آن توسعه نوآوری ها در زمینه انرژی های جایگزین و در دسترس بودن آنها برای طیف وسیعی از مردم است. بدون شک این ماده آینده است.

کاشی شیشه ای یک تازگی مطلق نیست، اما کارمندان شرکت ادعا می کنند که آن را بهبود بخشیده اند.

از مزایای اصلی چنین پوششی عبارتند از:

1. قدرت. این ماده نسبت به همتایان فلزی خود کم‌تر نیست.
2. اندازه و شکل آن به گونه ای انتخاب شده است که می توان آن را به نصف با کاشی فلزی معمولی استفاده کرد.
3. زیبایی. پوشش شیشه ای برای سقفبسیار دیدنی به نظر می رسد و به طور هماهنگ با هر طراحی ساختمانی ترکیب می شود.

اصل عملکرد آن بسیار ساده است. اشعه های خورشید می توانند به راحتی از شیشه عبور کنند. و سپس روی سطوح خاصی که انرژی خورشیدی را جذب می کنند، باقی می مانند. شما می توانید این انرژی را به صلاحدید ساکنان دفع کنید - از آن برای گرمایش یا برای شبکه برق استفاده کنید. بیشترین تأثیر زمانی حاصل می شود که سقف به سمت جنوب چرخانده شود.

خانه های "قارچ"

معلوم شد که قارچ یک ماده ساختمانی عالی است. آمریکایی ها اولین بار این ایده را مطرح کردند.

Ecovative توسط فارغ التحصیلان موسسه پلی تکنیک تاسیس شد. به گفته بنیانگذاران آن، Gavin McIntyre و Eben Bayer، طیف گسترده ای از مواد را می توان از میسلیوم به دست آورد. نه تنها برای ساخت و ساز، بلکه برای تولید کفش یا مبلمان. میسلیوم مجموعه ای از رشته های نازک است که قارچ را با ریز عناصر مورد نیاز تغذیه می کند. این ماده آلی را در زمین تجزیه می کند (علف های پژمرده و غیره). در طی این فرآیند، موادی را آزاد می‌کند و بستری را که روی آن رشد می‌کند به هم می‌چسبد.

مواد را از قارچ به روش زیر ایجاد کنید: میسلیوم و بستر را به هم وصل کنید، ماده به دست آمده را به شکل بسته بندی کنید و در مکانی تاریک قرار دهید. پس از چند روز، میسلیوم نخ ها را حل می کند، گویی که بستر را سیمانی می کند. در طول خشک کردن و عملیات حرارتی، میسلیوم از بین می رود. بستر برای استفاده آماده می شود. این فناوری ساده و در عین حال مبتکرانه است و قارچ ها را به یکی از مواد شگفت انگیز آینده تبدیل می کند.