Úžasné materiály budoucnosti – seznam, funkce a zajímavá fakta

2024 Autor: Henry Conors | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-02-12 05:04

Maďarský fyzik Denes Gabor řekl, že budoucnost nelze předvídat, ale lze ji vymyslet. A tato slova plně odrážejí realitu.

Budoucnost ve vývoji

Jsem si jistý, že mnozí z vás viděli film Akta X: Boj o budoucnost z roku 1998. Jedná se o fantasy film s thrillerovými a detektivními prvky. Dnes si povíme také o materiálech, které jsou budoucností. Nejsou klasifikovány, ale málo se o nich ví. Protože rozsah jejich aplikace je stále malý. Ale postupem času si tyto materiály jistě získají oporu na trhu a budou široce používány.

Seznam materiálů, kterými se dnes budeme zabývat:

1. Airgel.
2. Průhledný hliník.
3. Kovová pěna.
4. Samoopravný beton.
5. Graphene.
6. Willow Glass.
7. Skleněné dlaždice.
8. Stavební materiály z hub.

A nyní se u každého z nich zastavme podrobněji.

Airgel

Airgel je materiál budoucnosti, který lze velmi brzy použít. Informace o tom byly zveřejněny již v roce 2013. Vývoj je duchovním dítětem čínských vědců. Tento nanomateriál opakovaněuvedené v Guinessově knize rekordů. To vše díky svým jedinečným vlastnostem.

Airgel (v překladu do ruštiny „zmrzlý vzduch“nebo „zmrzlý kouř“) je neuvěřitelně lehký, protože jeho hlavní složkou je vzduch. Průhledný, s lehce namodralým nádechem, připomíná zmrzlou pěnu na holení. Je to z 99,8 % vzduch, který vyplňuje drobné buňky, které lze vidět pouze mikroskopem.

Airgel je vyroben z obyčejného gelu. Ale místo kapalné složky obsahuje plyn. S minimální hustotou (1000krát menší než hustota skla) je velmi odolný. Vzorky aerogelu vydrží několikatisícinásobek své hmotnosti. Je také dobrým tepelným izolantem a lze jej použít v kosmických aplikacích.

Snadné ovládání je téměř univerzální. Největší využití však aerogel najde ve stavebnictví jako tepelně izolační, odolný proti vlhkosti a spolehlivý materiál.

Transparentní hliník

Technologie jdou kupředu – a nyní se pravidelně v médiích objevují informace, že vědci vytvořili průhledný hliník. Tento nejnovější materiál, který byl nedávno vyvinut a prodáván pod značkou ILON, se skládá z hliníku, dusíku a kyslíku.

Hlavním úkolem quartz-oxynitridu hliníku je nahradit neprůstřelné sklo. Dá se však použít nejen k tomuto účelu. Materiál budoucnosti je odolný proti nárazu. Jehotéměř nemožné poškrábat. Průhledný hliník má přitom poloviční hmotnost než sklo.

Dnes se začal používat ALON. Microsoft již používá kov. Je obsažen v těle „chytrých hodinek“. Možná, že jednou budou struktury vyrobeny z oxynitridu křemičitanu hliníku. Ale až když cena tohoto materiálu klesne. Budoucí výdaje jsou v miliardách, pokud se náklady nestanou demokratičtějšími.

Kovová pěna

Tento lehký materiál má jedinečnou schopnost zastavit kulku ve vzduchu a proměnit ji v prach. V tomto případě se složení pěny může lišit. Neexistuje jediný "recept". Například průchod plynu roztaveným kovem. Nebo přidejte práškový hydrid titanu do roztaveného hliníku.

Kovová pěna je příkladem evoluce materiálů. Nyní vypadají jako kuriozita, ale brzy se stanou něčím obyčejným a známým.

Vzhledem k přítomnosti vzduchových kapes má pěna tepelně izolační vlastnosti. Netopí se ve vodě, snadno se řeže. To vám umožní používat jej pro dekorativní práce. Navíc má přirozený, krásný vzor.

Materiál má akustické vlastnosti, je odolný vůči korozi a netaví se ani při vystavení velmi vysokým teplotám. Studie jeho stability již byly provedeny. Již při teplotě 1482°C sice oxidoval, ale jeho pevnost a struktura zůstala zachována. Nižší teploty vůbec neovlivňují vzhled a vlastnosti materiálu.

Samohojivý beton

Trvanlivost vztyčené konstrukce během výstavby budovy je vždy na pochybách. Bezohlední stavitelé a nekvalitní materiály mohou novostavbu velmi rychle zničit. A jeho obnova vždy vyžaduje obrovské finanční náklady.

Nizozemští vědci tento problém vyřešili. Vytvořili samoopravný beton, který obsahuje živé bakterie a laktát vápenatý. Představte si, beton "záplaty" sám! Jak fungují?

Bakterie absorbují laktát vápenatý a produkují vápenec. Vyplňuje trhliny a téměř úplně obnovuje celistvost betonu, což výrazně ušetří na opravách v budoucnu a výrazně zvýší životnost.

Tento biobeton vytvořil Henk Jonkers z Technické univerzity v Nizozemsku. Vědec a jeho tým strávili 3 roky vytvořením tohoto zázraku. Henk říká, že si vybral bakteriální tyčinky, které mohou žít desítky let bez vody a kyslíku. Bakterie jsou umístěny ve speciálních kapslích. Otevírají se a „uvolňují“bakterie, když voda prosakuje trhlinami. Produkt byl již úspěšně testován na budově záchranné stanice poblíž jezera.

Tento materiál se zatím nepoužívá. A budoucnost je nepochybně jeho.

Graphene

Vědci jsou přesvědčeni, že tento materiál je budoucností. Onje vrstva uhlíku o tloušťce 1 atom. Říká se mu nejtenčí materiál na světě.

Je pozoruhodné, že grafen byl získán náhodou - vědci Andrey Geim a Konstantin Novoselov se jen bavili. Pro zábavu zkoumali kousky lepicí pásky, která se používá jako substrát pro grafit. Pomocí lepicí pásky začali vrstvu po vrstvě odlupovat uhlík. A jako výsledek jsme dostali dokonale rovnoměrnou vrstvu uhlíku o tloušťce atomu. V roce 2010 byla vědcům za tento objev udělena Nobelova cena.

Vlastnosti grafenu nám umožňují považovat jej za základ budoucího technického vývoje. Je výrazně pevnější než ocel, díky čemuž budou vychytávky budoucnosti odolnější vůči potvrzení. A dokonce desítkykrát zrychlí rychlost přístupu k internetu. Takovou vlastnost jistě ocení každý uživatel sociálních sítí.

Grafen je materiálem budoucnosti. Zajímavý fakt o něm nedávno řekli vědci. V průběhu výzkumu se ukázalo, že dvouvrstvý jednoatomový grafen se může stát vynikajícím materiálem pro neprůstřelné vesty – tvrdý jako diamant, ale pružný.

Tento materiál má však také nevýhody. Může poškodit životní prostředí a lidské zdraví. Kontaminace povrchových vod grafenem je může učinit toxickými.

Pokračujeme v našem seznamu neuvěřitelných budoucích materiálů.

Willow Glass

Toto sklo poskytla společnost Corning, která je již výrobcem ochranné vrstvy pro smartphony a tablety s názvem Gorilla Glass. Toto sklo je známé svou odolností proti nárazu a poškrábání. Výrobci se však rozhodli jít dále a vyvinout nový povlak – Willow Glass.

Jedná se o sklo, jehož tloušťka je srovnatelná s tloušťkou papíru A4. To je jen 100 mikrotun. Z hlediska funkčnosti se podobá běžnému sklu a navenek je velmi podobný plastu. S jedním podstatným doplňkem – má flexibilitu. Willow Glass lze ohýbat v různých směrech bez obav ze ztráty svých vlastností.

Snad brzy toto unikátní sklo poslouží jako obrazovka pro chytré telefony. Kromě své úžasné flexibility je Willow Glass také neuvěřitelně odolné vůči vysokým teplotám, až do 500 °C.

Sklo bohužel nemá sílu Gorilla Glass a nechrání tak účinně před mechanickým poškozením.

Skleněná dlaždice

Skleněný obklad byl vytvořen švýcarskou společností SolTech Energy. Tato společnost byla založena v roce 2006. Její činnost směřuje k rozvoji inovací v oblasti alternativních energií a jejich dostupnosti širokému spektru lidí. Toto je bezpochyby materiál budoucnosti.

Skleněné dlaždice nejsou absolutní novinkou, ale zaměstnanci společnosti tvrdí, že ji vylepšili.

Mezi hlavní výhody takového pokrytí patří:

1. Síla. Materiál není horší než jeho kovové protějšky.
2. Jeho velikost a tvar jsou zvoleny tak, aby se dal použít napůl s běžnou kovovou dlaždicí.
3. Krása. Skleněná krytina na střechuvypadá velkolepě a harmonicky splyne s jakýmkoliv designem budovy.

Princip jeho fungování je poměrně jednoduchý. Sluneční paprsky mohou snadno procházet sklem. A pak zůstávají na speciálních površích, které absorbují sluneční energii. S touto energií můžete nakládat podle uvážení obyvatel - použít ji k vytápění nebo pro rozvod elektřiny. Největší efekt je dosažen, když je střecha otočena na jih.

"Houbové" domy

Ukazuje se, že houby jsou vynikající stavební materiál. S tímto nápadem přišli jako první Američané.

Ecovative založili absolventi Polytechnického institutu. Podle jeho zakladatelů, Gavina McIntyrea a Ebena Bayera, lze z mycelia získat širokou škálu materiálů. Nejen pro stavebnictví, ale i pro výrobu obuvi nebo nábytku. Mycelium je shluk tenkých vláken, které krmí houbu mikroelementy, které potřebuje. Rozkládá organickou hmotu v zemi (uschlá tráva atd.). Během tohoto procesu uvolňuje látky a slepuje substrát, na kterém roste.

Hmotu z hub vytvoříme následujícím způsobem: spojíme podhoubí a substrát, vzniklou hmotu sbalíme do tvarů a dáme na tmavé místo. Po několika dnech mycelium rozpustí nitě, jako by tmelilo substrát. Během sušení a tepelného zpracování je mycelium zabito. Substrát je připraven k použití. Technologie je jednoduchá, ale důmyslná, díky čemuž jsou houby jedním z úžasných materiálů budoucnosti.