Lahek in vzdržljiv material, ki je po teži podoben aluminiju, vendar skoraj 25-krat močnejši zaradi uporabe nanocevk borovega nitrida.
Nanocevke borovega nitrida so strukturni analogi ogljikove nanocevke. borov nitrid ( kemijska formula: BN) je binarna spojina bora in dušika. Borov nitrid, tako kot ogljik, lahko tvori plošče debeline enega atoma, ki se zvijejo v valje, da ustvarijo nanocevke.
Nanocevke borovega nitrida. Lestvica – 1 mikrometer:
Vrste kompozitov:
– nanokompoziti, ustvarjeni z naprševanjem kovine na nanocevke;
– tanek trak, ki je videti kot običajni aluminij, vendar ima vanj vdelane nanostrukture. Trdnost teh struktur je 50-krat večja od jekla.
– ravne, elastične, njihovo lokacijo je lažje nadzorovati, doseči enotno in s tem bolj trpežno teksturo materiala;
– v primerjavi z ogljikovimi nanocevkami so bolj stabilne pri visokih temperaturah;
– lahko se uporablja za zaščito pred nevtronskim in ultravijoličnim sevanjem;
– imajo piezoelektrične lastnosti – lahko ustvarjajo električni naboj ko se raztegne;
– borov nitrid je kemično pasiven, šibko reagira s kislinami in raztopinami.
– oprema, izdelana iz lahkega in trpežnega materiala, bo postala lažja, hkrati pa bo ohranila druge pomembne lastnosti;
– zmanjšanje porabe goriva pri prevozu lahkih in vzdržljiv materiala, povečanje obsega gibanja in količine prepeljanega blaga.
– v proizvodnji letal;
– v strojništvu;
– V Gradnja različne stopnje kompleksnosti;
– v biomedicini itd.
Vsak od vas ve, da je diamant še danes standard trdote. Pri določanju mehanske trdote materialov, ki obstajajo na zemlji, se kot standard vzame trdota diamanta: pri merjenju po metodi Mohs - v obliki površinskega vzorca, po metodah Vickers ali Rockwell - kot vdolbinec (kot več trdna pri pregledu telesa z manjšo trdoto). Danes obstaja več materialov, katerih trdota se približuje lastnostim diamanta.
Primerjaj v tem primeru izvirni materiali, ki temelji na njihovi mikrotrdoti po Vickersovi metodi, ko se material šteje za supertrdnega pri vrednostih nad 40 GPa. Trdota materialov se lahko spreminja glede na značilnosti sinteze vzorca ali smeri obremenitve, ki je nanj uporabljena.
Nihanja vrednosti trdote od 70 do 150 GPa so splošno uveljavljen koncept za trdne materiale, čeprav se za referenčno vrednost šteje 115 GPa. Poglejmo 10 najtrših materialov, razen diamanta, ki obstajajo v naravi.
Borov suboksid ima sposobnost ustvarjanja zrnc v obliki ikozaedrov. Oblikovana zrna niso izolirani kristali ali različice kvazikristalov, ampak so svojevrstni kristali dvojčki, sestavljeni iz dveh ducatov parnih tetraedrskih kristalov.
Mnogi raziskovalci se sprašujejo, ali je ta material mogoče uvrstiti med supertrdne materiale. To je posledica zelo nenavadnega mehanske lastnosti povezave.
Izmenjava različnih atomov po plasteh naredi ta material anizotropen. Zato so meritve trdote različne v prisotnosti različnih tipov kristalografskih ravnin. Tako testi renijevega diborida pri nizkih obremenitvah zagotavljajo trdoto 48 GPa, z naraščajočo obremenitvijo pa postane trdota precej nižja in je približno 22 GPa.
Sestava je mešanica aluminija, magnezija, bora z nizkim drsnim trenjem in visoko trdoto. Te lastnosti so lahko koristne za proizvodnjo sodobnih strojev in mehanizmov, ki delujejo brez mazanja. Toda uporaba materiala v tej različici še vedno velja za pretirano drago.
AlMgB14 - posebni tanki filmi, ustvarjeni s pomočjo impulznega laserskega nanašanja, imajo sposobnost mikrotrdote do 51 GPa.
Osnova takšne spojine daje zlitini lastnosti, ki pomenijo optimalno odpornost proti kemični vplivi negativnega tipa in visoke temperature. Ta material ima mikrotrdoto do 70 GPa.
Drug material je borov karbid. Snov se je precej aktivno uporabljala v različna področja industriji skoraj takoj po izumu v 18. stoletju.
Mikrotrdota materiala doseže 49 GPa, vendar je dokazano, da se ta številka lahko poveča z dodajanjem argonovih ionov v strukturo kristalne mreže - do 72 GPa.
Raziskovalci in znanstveniki z vsega sveta že dolgo poskušajo sintetizirati večzložne besede supertrdi materiali, kjer so že doseženi oprijemljivi rezultati. Sestavine spojine so atomi bora, ogljika in dušika – podobne velikosti. Kvalitativna trdota materiala doseže 76 GPa.
Material se imenuje tudi kingsongit, borazon ali elbor in ima tudi edinstvene lastnosti, ki se uspešno uporabljajo v sodobni industriji. Z vrednostmi trdote kubonita 80-90 GPa, blizu standarda diamanta, lahko sila Hall-Petchovega zakona povzroči njihovo znatno povečanje.
To pomeni, da se z zmanjševanjem velikosti kristalnih zrn povečuje trdota materiala – obstajajo določene možnosti za povečanje do 108 GPa.
Kristalna struktura wurtzita zagotavlja visoko trdoto tega materiala. Z lokalnimi strukturnimi spremembami se med delovanjem določene vrste obremenitve prerazporedijo vezi med atomi v rešetki snovi. V tem trenutku se kakovostna trdota materiala poveča za 78%.
Lonsdaleit je alotropna modifikacija ogljika in je jasno podoben diamantu. Zaznana trdna snov naravni material je bil v meteoritskem kraterju, ki je nastal iz grafita - ene od komponent meteorita, vendar ni imel rekordne stopnje trdnosti.
Znanstveniki so že leta 2009 dokazali, da lahko odsotnost nečistoč zagotovi trdoto, ki presega trdoto diamanta. V tem primeru je mogoče doseči visoke vrednosti trdote, kot v primeru wurtzit borovega nitrida.
Polimerizirani fulerit v našem času velja za najtrši material, ki ga znanost pozna. To je strukturiran molekularni kristal, katerega vozlišča sestavljajo cele molekule in ne posamezni atomi.
Fulerit ima trdoto do 310 GPa in lahko opraska površino diamanta kot običajna plastika. Kot lahko vidite, diamant ni več najtrši naravni material na svetu; znanosti so na voljo trše spojine.
To so doslej najtrši materiali na Zemlji, ki jih znanost pozna. Prav mogoče je, da nas kmalu čakajo nova odkritja in preboji na področju kemije/fizike, ki nam bodo omogočili doseganje višje trdote.
Opredelitev trdnosti pomeni sposobnost materialov, da ne podležejo uničenju zaradi udarca zunanje sile in dejavniki, ki vodijo do notranjih napetosti. Materiali z visoko trdnostjo imajo širok spekter uporabe. V naravi obstajam ne samo trde kovine in trpežne vrste lesa, ampak tudi umetno ustvarjene visoko trpežni materiali. Mnogi ljudje so prepričani, da je najtrši material na svetu diamant, toda ali je to res?
Splošne informacije:
Datum odprtja: zgodnja 60. leta;
Odkritelji - Sladkov, Kudrjavcev, Koršak, Kasatkin;
Gostota – 1,9-2 g/cm3.
Pred kratkim raziskovalci iz Avstrije so zaključili delo na vzpostavitvi trajnostne proizvodnje karbina, ki je alotropna oblika ogljika, ki temelji na sp-hibridizaciji ogljikovih atomov. Indikatorji njegove trdnosti so 40-krat višji od kazalcev diamanta. Informacije o tem so bile objavljene v eni od številk znanstvenega tiskanega časopisa Nature Materials.
Po skrbnem preučevanju njegovih lastnosti so znanstveniki pojasnili, da se njegove moči ne more primerjati z nobenim doslej odkritim in proučevanim materialom. Vendar pa je proizvodni proces naletel na znatne težave: struktura karbina nastane iz ogljikovih atomov, zbranih v dolge verige, zaradi česar začne med proizvodnim procesom razpadati.
Za odpravo ugotovljene težave so fiziki z javne univerze na Dunaju ustvarili posebno zaščitno prevleko, v kateri je bil sintetiziran karbin. Kot zaščitni premaz uporabljene so bile plasti grafena, ki so bile postavljene ena na drugo in zvite v »termovko«. Medtem ko so fiziki trdo delali, da bi dosegli stabilne oblike, so ugotovili, da na električne lastnosti materiala vpliva dolžina atomske verige.
Raziskovalci se niso naučili, kako izvleči karbin iz zaščitnega premaza brez poškodb, zato se študija novega materiala nadaljuje, znanstvenike vodi le relativna stabilnost atomskih verig.
Carbyne je malo raziskana alotropna modifikacija ogljika, katere odkritelji so bili A.M.Sladkov, V.V.Korshak in V.I. Podatek o rezultatu poskusa z natančen opis odkritje materiala leta 1967 se je pojavilo na straneh ene največjih znanstvenih revij - "Poročila Akademije znanosti ZSSR". 15 let pozneje se je v ameriški znanstveni reviji Science pojavil članek, ki je dvomil o rezultatih sovjetskih kemikov. Izkazalo se je, da bi lahko signale, pripisane malo raziskani alotropski modifikaciji ogljika, povezali s prisotnostjo silikatnih nečistoč. Z leti so podobne signale odkrili v medzvezdnem prostoru.
Splošne informacije:
Odkritelji – Geim, Novoselov;
Toplotna prevodnost – 1 TPa.
Grafen je dvodimenzionalna alotropna modifikacija ogljika, v kateri so atomi združeni v heksagonalno mrežo. Kljub visoki trdnosti grafena je debelina njegove plasti 1 atom.
Odkritelja materiala sta bila ruska fizika Andrej Geim in Konstantin Novoselov. Znanstveniki v svoji državi niso prejeli finančne podpore in so se odločili preseliti na Nizozemsko ter v Združeno kraljestvo Velike Britanije in Severne Irske. Leta 2010 so znanstveniki prejeli Nobelovo nagrado.
Na listu grafena, katerega ploščina je enaka ena kvadratni meter, debelina pa je en atom, lahko prosto držite predmete, težke do štiri kilograme. Poleg tega, da je grafen zelo vzdržljiv material, je tudi zelo prilagodljiv. V prihodnosti bo iz materiala s takšnimi lastnostmi mogoče tkati niti in druge strukture vrvi, ki po trdnosti niso slabše od debele jeklene vrvi. Pod določenimi pogoji se material, ki so ga odkrili ruski fiziki, lahko spopade s poškodbami kristalne strukture.
Splošne informacije:
Leto odprtja: 1967;
Barva - rjavo-rumena;
Izmerjena gostota – 3,2 g/cm3;
Trdota - 7-8 enot po Mohsovi lestvici.
Struktura lonsdaleita, odkritega v meteoritskem kraterju, je podobna diamantu; oba materiala sta alotropni modifikaciji ogljika. Najverjetneje se je zaradi eksplozije grafit, ki je ena od sestavin meteorita, spremenil v lonsdaleit. V času odkritja materiala znanstveniki niso opazili visoke trdote, vendar je bilo dokazano, da če ne vsebuje nečistoč, ne bo nič slabši od visoke trdote diamanta.
Splošne informacije o borovem nitridu:
Gostota – 2,18 g/cm3;
Tališče - 2973 stopinj Celzija;
Kristalna struktura – heksagonalna mreža;
Toplotna prevodnost – 400 W/(m×K);
Trdota - manj kot 10 enot po Mohsovi lestvici.
Glavne razlike med wurtzit borovim nitridom, ki je spojina bora in dušika, so toplotna in kemična odpornost ter požarna odpornost. Material ima lahko različne kristalne oblike. Na primer, grafit je najmehkejši, a hkrati stabilen, uporablja se v kozmetologiji. Struktura sfalerita v kristalni mreži je podobna diamantom, vendar je slabša glede mehkobe, medtem ko ima boljšo kemično in toplotno odpornost. Takšne lastnosti wurtzit borovega nitrida omogočajo njegovo uporabo v opremi za visokotemperaturne procese.
Splošne informacije:
Trdota – 1000 H/m2;
Trdnost – 4 Gn/m2;
Leto odkritja kovinskega stekla je bilo 1960.
Kovinsko steklo je material z visoko trdoto in neurejeno strukturo na atomski ravni. Glavna razlika med strukturo kovinskega stekla in navadnega stekla je njegova visoka električna prevodnost. Takšni materiali so pridobljeni kot posledica reakcije v trdnem stanju, hitrega ohlajanja ali ionskega obsevanja. Znanstveniki so se naučili izumiti amorfne kovine, katerih trdnost je 3-krat večja od trdnosti jeklenih zlitin.
Splošne informacije:
Meja elastičnosti - 1500 MPa;
KCU – 0,4-0,6 MJ/m2.
Splošne informacije:
Udarna trdnost KST – 0,25-0,3 MJ/m2;
Meja elastičnosti - 1500 MPa;
KCU – 0,4-0,6 MJ/m2.
Martenzitna jekla so železove zlitine, ki imajo visoko udarno trdnost, ne da bi pri tem izgubile svojo duktilnost. Kljub tem lastnostim material ne drži rezila. Zlitine, pridobljene s toplotno obdelavo, so snovi z nizko vsebnostjo ogljika, ki črpajo svojo trdnost iz intermetalnih spojin. Zlitina vsebuje nikelj, kobalt in druge elemente, ki tvorijo karbid. To vrsto visoko trdnega visokolegiranega jekla je enostavno obdelati zaradi nizke vsebnosti ogljika v njegovi sestavi. Material s temi lastnostmi je našel uporabo na področju letalstva; uporablja se kot premaz za ohišja raket.
Splošne informacije:
Leto odprtja – 1803;
Rešetkasta struktura je šestkotna;
Toplotna prevodnost – (300 K) (87,6) W/(m×K);
Tališče - 3306 K.
Sijoča, modrikasto bela kovina z visoko trdnostjo spada v skupino platine. Osmij, ki ima visoko atomsko gostoto, izjemno ognjevzdržnost, krhkost, visoko trdnost, trdoto in odpornost na mehanske obremenitve in agresivne vplive okolju, se pogosto uporablja v kirurgiji, instrumentaciji, kemični industriji, elektronski mikroskopiji, raketni tehniki in elektronski opremi.
Splošne informacije:
Gostota – 1,3-2,1 t/m3;
Trdnost ogljikovih vlaken je 0,5-1 GPa;
Modul elastičnosti ogljikovih vlaken visoke trdnosti je 215 GPa.
Ogljik-ogljik kompoziti so materiali, ki so sestavljeni iz ogljikove matrice, ta pa je ojačana z ogljikovimi vlakni. Glavne lastnosti kompozitov so visoka trdnost, prožnost in udarna trdnost. Struktura kompozitni materiali je lahko enosmerna ali tridimenzionalna. Zaradi teh lastnosti se kompoziti pogosto uporabljajo na različnih področjih, vključno z letalsko in vesoljsko industrijo.
Splošne informacije:
Uradno leto odkritja pajka je 2010;
>Udarna trdnost koprene je 350 MJ/m3.
V bližini Afrike, na otoški državi Madagaskar, so prvič odkrili pajka, ki plete ogromne mreže. Ta vrsta pajkov je bila uradno odkrita leta 2010. Znanstvenike so zanimale predvsem mreže, ki jih pletejo členonožci. Premer krogov na nosilni niti lahko doseže do dva metra. Moč Darwinove mreže presega trdnost sintetičnega kevlarja, ki se uporablja v letalski in avtomobilski industriji.
Splošne informacije:
Toplotna prevodnost – 900-2300 W/(m×K);
Tališče pri tlaku 11 GPa - 3700-4000 stopinj Celzija;
Gostota - 3,47-3,55 g / cm3;
Lomni količnik – 2,417-2,419.
Diamant v prevodu iz stare grščine pomeni "neuničljiv", vendar so znanstveniki odkrili še 9 elementov, ki so boljši od njega po moči. Kljub neskončnemu obstoju diamanta v običajnem okolju se lahko pri visokih temperaturah in inertnem plinu spremeni v grafit. Diamant je standardni element (po Mohsovi lestvici), ki ima eno najvišjih vrednosti trdote. Zanj, kot za mnoge dragih kamnov, je značilna luminiscenca, ki mu omogoča, da sveti, ko je izpostavljen sončni svetlobi.
Najlažji material na svetu 8. januar 2014
Če spremljate zadnje novice v svetu sodobne tehnologije, To ta material za vas ne bo velika novica. Vendar pa je koristno, da si pobliže pogledamo najlažji material na svetu in izvedemo nekaj več podrobnosti.
Pred slabim letom dni je naziv najlažji material na svetu prejel material, imenovan aerografit. Toda temu materialu ni uspelo dolgo držati prednosti, pred kratkim ga je prevzel drug ogljikov material, imenovan grafenski aerogel. Izjemno lahek grafenski aerogel, ki ga je ustvarila raziskovalna skupina z laboratorija Oddelka za znanost in tehnologijo polimerov Univerze Zhejiang, ki ga vodi profesor Gao Chao, ima gostoto nekoliko nižjo od gostote plinastega helija in nekoliko višjo od gostote plinastega vodika.
Aerogele kot razred materialov je leta 1931 razvil in proizvedel inženir in kemik Samuel Stephens Kistler. Od takrat znanstveniki iz različnih organizacij raziskujejo in razvijajo takšne materiale, kljub njihovi dvomljivi vrednosti za praktično uporabo. Aerogel, sestavljen iz večstenskih ogljikovih nanocevk, imenovan "zamrznjen dim" in ima gostoto 4 mG/cm3, je leta 2011 izgubil naslov najlažjega materiala, ki je prešel na kovinski mikromrežni material z gostoto 0,9 mG/cm3. In leto kasneje je naslov najlažjega materiala prešel na ogljikov material, imenovan aerografit, katerega gostota je 0,18 mg/cm3.
Novi imetnik naziva najlažji material, grafenski aerogel, ki ga je ustvarila ekipa profesorja Chaoa, ima gostoto 0,16 mg/cm3. Da bi ustvarili tako lahek material, so znanstveniki uporabili enega najbolj neverjetnih in tankih materialov do sedaj – grafen. Z uporabo svojih izkušenj pri ustvarjanju mikroskopskih materialov, kot so "enodimenzionalna" grafenska vlakna in dvodimenzionalni grafenski trakovi, se je ekipa odločila, da dvema dimenzijama grafena doda še eno dimenzijo in ustvari masiven porozni grafenski material.
Kitajski znanstveniki so namesto šablonske metode izdelave, ki uporablja topilo in se običajno uporablja za izdelavo različnih aerogelov, uporabili metodo sušenja z zamrzovanjem. Sušenje z zamrzovanjem cooloidne raztopine, sestavljene iz tekočega polnila in delcev grafena, je omogočilo izdelavo porozne gobe na osnovi ogljika, katere oblika je skoraj popolnoma sledila dani obliki.
»Ni potrebe po uporabi šablon; velikost in oblika ultralahkega karbonskega materiala, ki ga ustvarimo, je odvisna le od oblike in velikosti posode,« pravi profesor Chao. »Količina proizvedenega aerogela je odvisna samo od velikosti posoda, katere prostornina se lahko meri v tisočih kubičnih centimetrih.«
Nastali grafenski aerogel je izjemno močan in elastičen material. Lahko absorbira organske materiale, vključno z nafto, ki tehtajo do 900-krat večjo od lastne teže pri visoki stopnji absorpcije. En gram aerogela absorbira 68,8 gramov olja v samo eni sekundi, zaradi česar je privlačen material za uporabo kot absorbent za oceansko nafto in naftne derivate.
Poleg tega, da služi kot absorbent olja, ima grafenski aerogel potencial za uporabo v sistemih za shranjevanje energije, kot katalizator za nekatere kemične reakcije in kot polnilo za kompleksne kompozitne materiale.
Raznolikost narave je neomejena, vendar obstajajo materiali, ki ne bi nastali brez človekovega sodelovanja. Predstavljamo vam 10 snovi, ki so jih ustvarile človeške roke in imajo fantastične lastnosti.
Najbogatejši ljudje imajo težavo: sodeč po vse večji prodaji tega materiala potrebujejo neprebojno steklo, ki bo rešilo življenja, a jih ne bo ustavilo pri povratnem strelu.
To steklo zaustavi naboje na eni strani, a jih hkrati prepušča na drugi - ta nenavaden učinek je sestavljen iz "sendviča" krhke akrilne plasti in mehkejšega elastičnega polikarbonata: pod pritiskom se akril pokaže kot zelo trd snov, in ko krogla zadene, ugasne svojo energijo, hkrati pa poči. To omogoča, da plast za blaženje udarcev prenese udarce nabojev in akrilnih drobcev, ne da bi se zrušila.
Pri izstrelitvi z druge strani elastični polikarbonat omogoči, da gre krogla skozi sebe, raztegne in uniči krhko akrilno plast, ki za kroglo ne pušča nobene dodatne ovire, vendar ne streljajte prepogosto, saj boste tako naredili luknje v krogli. zaščito.
Bili so časi, ko detergent za pomivanje posode ni obstajal - ljudje so se zadovoljili s sodo, kisom, srebrnim peskom, drgnjenjem ali žično krtačo, vendar bo nov izdelek pomagal prihraniti veliko časa in truda ter narediti pomivanje posode stvar preteklosti. . " Tekoče steklo» vsebuje silicijev dioksid, ki ob reakciji z vodo ali etanolom tvori material, ki se nato posuši v tanko (več kot 500-krat tanjšo od človeškega lasu) plast elastičnega, ultra odpornega, nestrupenega in vodoodbojnega stekla .
S takšnim materialom ni potrebe po čiščenju in razkuževanju, saj je sposoben odlično zaščititi površino pred mikrobi: bakterije na površini posode ali pomivalnega korita preprosto izoliramo. Izum bo našel uporabo tudi v medicini, saj je instrumente zdaj mogoče sterilizirati samo z uporabo topla voda, brez uporabe kemičnih razkužil.
Ta premaz se lahko uporablja za boj proti glivičnim okužbam na rastlinah in zapiranje steklenic; njegove lastnosti so resnično edinstvene - odbija vlago, dezinficira, hkrati pa ostaja elastičen, vzdržljiv, zračen, popolnoma neviden in poceni.
Ta snov omogoča igralcem golfa, da močneje udarijo žogico, poveča udarno moč krogle in podaljša življenjsko dobo skalpelov in delov motorja.
V nasprotju s svojim imenom material združuje moč kovine in trdoto steklene površine: video prikazuje, kako se deformacija jekla in brezoblične kovine razlikuje, ko pade kovinska krogla. Žogica pusti na površini jekla veliko majhnih "jamic" - to pomeni, da kovina absorbira in razprši energijo udarca. Brezoblična kovina je ostala gladka, kar pomeni, da bolje vrača udarno energijo, kar dokazuje tudi daljši odboj.
Večina kovin ima urejeno kristalno strukturo molekularna struktura, zaradi udarca ali drugega udarca pa se kristalna mreža popači, zato na kovini ostanejo udrtine. V brezoblični kovini so atomi razporejeni naključno, zato se po izpostavitvi vrnejo v prvotni položaj.
To je plastika, ki lahko prenese neverjetno visoke temperature: njen toplotni prag je tako visok, da izumitelju sprva preprosto niso verjeli. Šele po predstavitvi zmogljivosti materiala v živo na televiziji so zaposleni v britanskem centru za atomsko orožje stopili v stik z ustvarjalcem starlita.
Znanstveniki so plastiko obsevali z visokotemperaturnimi bliski, ki so enakovredni moči 75 bomb, odvrženih na Hirošimo - vzorec je le rahlo zoglenel. En preizkuševalec je opazil: »Običajno moraš počakati nekaj ur med bliskavicami, da se material ohladi. Zdaj smo ga obsevali vsakih 10 minut, pa je ostal nepoškodovan, kot v posmeh.”
Za razliko od drugih materialov, odpornih na vročino, Starlite pri visokih temperaturah ne postane toksičen in je tudi neverjetno lahek. Lahko se uporablja pri izdelavi vesoljskih plovil, letal, ognjevarnih oblek ali v vojaški industriji, a na žalost starlit nikoli ni zapustil laboratorija: njegov ustvarjalec Morris Ward je umrl leta 2011, ne da bi patentiral svoj izum in zapustil opise. Vse, kar je znano o strukturi starlita, je, da vsebuje 21 organskih polimerov, več kopolimerov in majhno količino keramike.
Predstavljajte si porozno snov s tako nizko gostoto, da 2,5 cm³ vsebuje površine, ki so primerljive z velikostjo nogometnega igrišča. Vendar ne gre za poseben material, temveč za skupino snovi: aerogel je oblika, ki jo lahko prevzamejo nekateri materiali, zaradi svoje izjemno nizke gostote pa je odličen toplotni izolator. Če iz njega naredite okno debeline 2,5 cm, bo imelo enake toplotnoizolacijske lastnosti kot okno debeline 25 cm.
Vsi najlažji materiali na svetu so aerogeli: na primer kvarčni aerogel (v bistvu posušen silikon) je le trikrat težji od zraka in je precej krhek, vendar lahko prenese težo, ki je 1000-krat večja od njegove. Grafenski aerogel (na sliki zgoraj) je sestavljen iz ogljika, njegova trdna komponenta pa je sedemkrat lažja od zraka: ta snov ima porozno strukturo in odbija vodo, vendar absorbira olje - uporabljali naj bi ga za boj proti razlitju nafte na površini vode .
To kemično topilo se je najprej pojavilo kot stranski produkt proizvodnje celuloze in se ni uporabljalo na noben način vse do 60. let prejšnjega stoletja, ko je bil odkrit njegov medicinski potencial: dr. Jacobs je odkril, da lahko DMSO zlahka in neboleče prodre v telesna tkiva – to omogoča hitro in brez poškodb injiciranje različnih zdravil v kožo.
Njegov lastni zdravilne lastnosti lajšajo bolečine pri zvinih ali na primer vnetju sklepov zaradi artritisa, z DMSO pa se lahko borimo tudi proti glivičnim okužbam.
Na žalost, ko so odkrili njegove zdravilne lastnosti, je proizvodnja v industrijsko merilo je bilo uveljavljeno že dolgo, njegova široka dostopnost pa je farmacevtskim podjetjem preprečila ustvarjanje dobička. Poleg tega ima DMSO nepričakovano stranski učinek- vonj iz ust osebe, ki ga je uporabila, spominja na česen, zato se uporablja predvsem v veterini.
Pravzaprav so to plošče ogljika z debelino enega atoma, zvite v valje - njihova molekularna struktura je podobna zvitku žična mreža, in je najmočnejši material, ki ga znanost pozna. Nanocevke so šestkrat lažje, a stokrat močnejše od jekla, imajo boljšo toplotno prevodnost kot diamant in prevajajo elektriko učinkoviteje kot baker.
Same cevi niso vidne s prostim očesom, v svoji surovi obliki pa snov spominja na saje: da bi se izkazale njene izjemne lastnosti, je treba vrteti bilijone teh nevidnih niti, kar je postalo mogoče relativno nedavno.
Material se lahko uporablja pri izdelavi kablov za projekt "dvigalo v vesolje", ki je bil razvit že precej dolgo nazaj, a je bil do nedavnega popolnoma fantastičen zaradi nezmožnosti izdelave 100 tisoč km dolgega kabla, ki se ne bi upognil pod lastno težo.
Ogljikove nanocevke pomagajo tudi pri zdravljenju raka dojke - v vsako celico jih je mogoče namestiti na tisoče, prisotnost folne kisline pa omogoča prepoznavanje in "ujetje" rakavih tvorb, nato pa nanocevke obsevajo z infrardečim laserjem, in tumorske celice odmrejo. Material se lahko uporablja tudi pri izdelavi lahkih in vzdržljivih neprebojnih jopičev...
Leta 1942 so se Britanci soočili s problemom pomanjkanja jekla za gradnjo letalonosilk, potrebnih za boj proti nemškim podmornicam. Geoffrey Pike je predlagal gradnjo ogromnih plavajočih letališč iz ledu, vendar se ni izplačalo: led je, čeprav poceni, kratkotrajen. Vse se je spremenilo z odkritjem newyorških znanstvenikov o izjemnih lastnostih mešanice ledu in žagovina, ki je bil po trdnosti podoben opeki, prav tako ne poka in se ne stopi. Toda material je bilo mogoče obdelati kot les ali stopiti kot kovino; žagovina je nabreknila v vodi in preprečila taljenje ledu, zaradi česar je bilo mogoče popraviti vsako ladjo med plovbo.
Toda kljub vsem pozitivnim lastnostim je bil pikerit neprimeren za učinkovito uporabo: za gradnjo in ustvarjanje ledenega pokrova za plovilo, ki tehta do 1000 ton, motor z močjo enega konjskih moči, vendar pri temperaturah nad -26 ° C (in za vzdrževanje je potrebno kompleksen sistem hlajenje) se led ponavadi povesi. Poleg tega je primanjkovalo celuloze, ki se uporablja tudi v proizvodnji papirja, zato je paykerit ostal neizvedljiv projekt.
Beton ima lastnost, da se sčasoma "utrudi" - postane umazano siv in v njem nastanejo razpoke. Če govorimo o temelju stavbe, so popravila lahko precej delovno intenzivna in draga, in ni dejstvo, da bo odpravila "utrujenost": številne zgradbe so porušene ravno zato, ker je nemogoče obnoviti temelje.
Skupina študentov Univerze Newcastle je razvila gensko spremenjene bakterije, ki lahko prodrejo v globoke razpoke in proizvedejo mešanico kalcijevega karbonata in lepila, s čimer utrdijo zgradbo. Bakterije so programirane, da se širijo po površini betona, dokler ne dosežejo roba naslednje razpoke, nato pa se začne proizvodnja cementne snovi, obstaja celo mehanizem samouničenja bakterij, ki preprečuje nastanek nekoristnih “ izrastki«.
Ta tehnologija bo zmanjšala antropogene emisije ogljikovega dioksida v ozračje, saj ga 5 % izvira iz proizvodnje betona, pripomogla pa bo tudi k podaljšanju življenjske dobe objektov, katerih obnova bi na tradicionalen način stala velike stroške.
Odpornost na mehanski vpliv ves čas je bil eden glavnih problemov znanosti o materialih, dokler ni bil izumljen D3o - snov, katere molekule se v normalnih pogojih prosto gibljejo in se ob udarcu utrdijo. Struktura D3o je podobna mešanici koruznega škroba in vode, ki se včasih uporablja za polnjenje bazenov. Posebne jakne iz tega materiala, ki so udobne in nudijo zaščito v primeru padca, udarca s kijem ali pesti, ki jih lahko dobite, so že v prodaji. Zaščitni elementi niso vidni od zunaj, kar je primerno za kaskaderje in celo policijo.
Roboti, lovski droni, govoreči smetnjaki: 10 pripomočkov in izumov, ki spreminjajo mesta
25 najboljših izumov leta 2014 S temi neverjetnimi rokavicami lahko plezate po stenah Sovjetski "Setun" je edini računalnik na svetu, ki temelji na trojni kodi Belgijski oblikovalci so se domislili užitne posode Tablete z zamrznjenim blatom lahko pozdravijo okužbo želodca
