luckyea77 (luckyea77) wrote,
luckyea77
luckyea77

Category:

Семь казавшихся невероятными материалов ближайшего будущего



Графен взлетел, супермагний перестал быть секретом, из ауксетиков будут строить дома-трансформеры. Все это — выдающиеся достижения ушедшего года в области создания новых материалов. Их можно объединить в семь основных групп.

№1. Перовскит — алхимический кристалл

Перовскиты были названы главным материалом 2017 года. В 2018 они, как и прогнозировалось, заняли новые позиции. Компьютерная модель показала, что перовскит — идеальное вещество для расщепления воды на кислород и водород. Если этот вывод подтвердится экспериментами, большинство энергетических проблем человечества будет решено.

Главный недостаток перовскита — высокая цена. Но в уходящем году голландские ученые предложили делать его из карбоната кальция. CaCO3 содержится в раковинах каракатиц и скелетах морских ежей, а еще в меловых шахтах. Создатель метода называет его близким к алхимическому превращению свинца в золото.

№2. Графен и другие — в 2D

Больше всего в 2018 году мы писали о двумерных материалах. Казалось бы, двумерный объект можно нарисовать, но его невозможно создать — он такая же геометрическая абстракция, как точка или прямая. Но в физике так называют кристаллы толщиной в один атом. Невероятная тонкость придает материалу уникальные свойства, в первую очередь проводимость.

Первым двумерным материалом стал графен, за его изучение Гейм и Новоселов получили в 2010 году Нобелевскую премию. Скоро на смену пришел борофен — производная химического элемента бора. Этот материал легче, гибче и прочнее графена. А теперь ученые сумели повысить эффективность борофена, увеличив область поляризации кристалла в миллион раз.

Исследователи из университета Пердью в США объявили, что выгоднее всего использовать монослой теллура — теллурен. Дителлурид вольфрама обладает уникальными проводящими качествами, в одном электронном состоянии становится изолятором, в другом сверхпроводником.

Многие другие исследования ведутся с применением полуметаллов и композитных материалов. Но материалом года издание Physics World называет все тот же графен. Причина — создание в Массачусетском институте прототипа лайнера, который отталкивается от молекул воздуха. Электроды, обеспечивающие полет, сделаны из графена и расположены на крыльях модели.

№3. Полимерная древесина — не горит и не тонет

Если деревьев не станет, искусственную древесину можно будет делать из полимерной смолы и панцирей креветок (использование морских обитателей — важная тенденция в современной физике). Разработчики технологии, ученые из Научно-технического университета Китая, утверждают, что новый материал обладает всеми достоинствами дерева, при этом не горит и не промокает.

Другой, более дешевый вариант — сочетание целлюлозы и резольной смолы, уже без ракообразных. Что закономерно, тоже разработан в Китае.

№4. Супермагний — военная тайна

Трехкальциевый силикатный супермагний был создан больше десяти лет назад, но мы ничего о нем не знали — разработку засекретили американские военные. Сейчас материал доступен гражданской промышленности, из него собираются делать суперлегкие рамы для велосипедов, мотоциклов и платформы для автомобилей.

Испытания показали, что супермагний в полтора раза легче титана и на 56% прочнее его. К сожалению, разработчики не рассказывают, с каким из редкоземельных металлов сплавляют магний, чтобы добиться таких показателей.

№5. Сказочные полимерные хлоропласты

В Массачусетском технологическом институте (MIT) изготовили материал, способный регенерировать, извлекая строительный материал из воздуха. Точнее, из углекислого газа — совсем как растения. Предметы, способные чинить себя, известны нам из сказок. Но ни один при этом не уменьшает загрязнение окружающей среды. В отличие от творения MIT.

№6. Ауксетики — шагающий дом

Важным направлением 2018 года стала разработка ауксетиков — материалов, которые при растяжении становятся толще. Структура обеспечивает уплотнение в месте, где ткань была повреждена. Поэтому ауксетики подходят для изготовления легких бронежилетов — защита мгновенно усиливается в точке соприкосновения с пулей.

Теперь ученые предлагают применять те же свойства в архитектуре. Конструкции из ауксетиков будут менять форму и фиксироваться в положении, заданном инженером.

№7. Аддитивные материалы

Подобного эффекта можно добиться, если брать эластичные материалы для печати на 3D-принтере. В основном этот метод собираются использовать в дизайне — автомобилей, интерьеров и обуви. Еще одним направлением применения надувных конструкций называют робототехнику.

И самый прочный материал прошлого года сделан не благодаря успехам в химии или металлургии. Он распечатан на 3D-принтере, а невероятные параметры обеспечивает сложная внутренняя структура. Схема пересечения плоскостей делает конструкцию в три раза прочнее, чем стандартный строительные фермы. Правда, стоят новые детали дороже серебряных.

Главной проблемой большинства разработок уходящего года оказалась не эффективность — она впечатляет, а цена. Поэтому многие исследователи озадачились тем, как упростить производство или заменить редкие элементы более распространенными. И, как мы видим, в большинстве случаев нашли решение.

Tags: материал
Subscribe

Posts from This Journal “материал” Tag

promo luckyea77 june 21, 2015 20:04 27
Buy for 10 tokens
В этой записи я буду давать ссылки на посты с лекциями и уроками в этом блоге: Учебные материалы и тесты: Дистанционное образование Правила дорожного движения 11 ресурсов для бесплатного образования Сайты для обучения программированию Игры, в которых нужно писать код: Grid Garden, Elevator…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 1 comment