Upeaa tulevaisuuden materiaalia - luettelo, ominaisuuksia ja mielenkiintoisia faktoja

2024 Kirjoittaja: Henry Conors | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-02-12 06:50

Unkarilainen fyysikko Denes Gabor sanoi, että tulevaisuutta ei voi ennakoida, mutta se voidaan keksiä. Ja nämä sanat heijastavat täysin todellisuutta.

Tulevaisuus kehitystyössä

Olen varma, että monet teistä ovat nähneet vuoden 1998 elokuvan The X-Files: The Fight for the Future. Tämä on fantasiaelokuva, jossa on trilleri- ja etsiväelementtejä. Tänään puhumme myös tulevaisuuden materiaaleista. Niitä ei ole luokiteltu, mutta niistä tiedetään vähän. Koska niiden soveltamisala on vielä pieni. Mutta ajan myötä nämä materiaalit saavat varmasti jalansijaa markkinoilla ja niitä käytetään laajasti.

Lista materiaaleista, joita käsittelemme tänään:

1. Airgel.
2. Läpinäkyvä alumiini.
3. Metallivaahto.
4. Itsestään paraneva betoni.
5. Grafeeni.
6. Willow Glass.
7. Lasilaatat.
8. Rakennusmateriaalit sienistä.

Ja nyt tarkastellaan niitä jokaista tarkemmin.

Airgel

Airgel on tulevaisuuden materiaali, jota voidaan käyttää hyvin pian. Tietoa siitä julkaistiin jo vuonna 2013. Kehitys on kiinalaisten tutkijoiden idea. Tämä nanomateriaali on toistuvastimainittu Guinnessin ennätysten kirjassa. Kaikki sen ainutlaatuisten ominaisuuksien ansiosta.

Airgel (käännetty venäjäksi "jäätynyt ilma" tai "jäätynyt savu") on uskomattoman kevyt, koska sen pääkomponentti on ilma. Läpinäkyvä, hieman sinertävällä sävyllä, se muistuttaa jäätynyttä partavaahtoa. Se on 99,8 % ilmaa, joka täyttää pienet solut, jotka voidaan nähdä vain mikroskoopilla.

Airgel on valmistettu tavallisesta geelistä. Mutta nestekomponentin sijaan se sisältää kaasua. Pienellä tiheydellä (1000 kertaa pienempi kuin lasin tiheys) se on erittäin kestävä. Airgel-näytteet kestävät useita tuhansia kertoja painonsa verran. Se on myös hyvä lämmöneriste ja sitä voidaan käyttää avaruussovelluksissa.

Helppokäyttö tekee siitä melkein yleismaailmallisen. Mutta aerogeelillä on eniten käyttöä rakentamisessa lämpöä eristävänä, kosteutta kestävänä ja luotettavana materiaalina.

Läpinäkyvä alumiini

Teknologiat edistyvät - ja nyt tiedotusvälineissä ilmestyy säännöllisesti tietoa siitä, että tutkijat ovat luoneet läpinäkyvän alumiinin. Tämä uusin materiaali, joka on äskettäin kehitetty ja myyty ILON-tuotemerkillä, koostuu alumiinista, typestä ja hapesta.

Alumiinikvartsioksinitridin päätehtävä on korvata luodinkestävä lasi. Sitä voidaan kuitenkin käyttää muuhunkin kuin tähän tarkoitukseen. Tulevaisuuden materiaali on iskunkestävää. Hänenlähes mahdotonta raapia. Samaan aikaan läpinäkyvä alumiini on puolet lasin painosta.

Tänään ALON alkoi olla käytössä. Microsoft käyttää jo metallia. Se sisältyy "älykellon" runkoon. Ehkä joskus rakenteita tehdään kvartsi-alumiinioksinitridistä. Mutta vain kun tämän materiaalin hinta laskee. Tulevat menot ovat miljardeja, elleivät kustannukset muutu demokraattisemmiksi.

Metallivaahto

Tällä kevyellä materiaalilla on ainutlaatuinen kyky pysäyttää luodi ilmassa ja muuttaa se pölyksi. Tässä tapauksessa vaahdon koostumus voi vaihdella. Ei ole olemassa yhtä "reseptiä". Esimerkiksi kaasun johtaminen sulan metallin läpi. Tai lisää jauhettua titaanihydridiä sulaan alumiiniin.

Metallivaahto on esimerkki materiaalien kehityksestä. Nyt ne vaikuttavat uteliaisuudelta, mutta pian niistä tulee jotain tavallista ja tuttua.

Ilmataskujen ansiosta vaahdolla on lämpöä eristäviä ominaisuuksia. Se ei uppoa veteen, se on helppo leikata. Tämä mahdollistaa sen käytön koristeellisissa töissä. Lisäksi siinä on luonnollinen, kaunis kuvio.

Materiaalilla on akustisia ominaisuuksia, se kestää korroosiota eikä sula edes erittäin korkeissa lämpötiloissa. Sen vakautta koskevia tutkimuksia on jo tehty. Jopa 1482°C:n lämpötilassa se hapettui, mutta sen lujuus ja rakenne säilyivät. Alhaiset lämpötilat eivät vaikuta materiaalin ulkonäköön ja ominaisuuksiin ollenkaan.

Itseparantava betoni

Pystynneen rakenteen kestävyys rakennuksen rakentamisen aikana on aina kyseenalainen. Häikäilemättömät rakentajat ja huonolaatuiset materiaalit voivat tuhota uuden rakennuksen hyvin nopeasti. Ja sen entisöinti vaatii aina v altavia taloudellisia kuluja.

Hollantilaiset tiedemiehet ovat ratkaisseet tämän ongelman. He loivat itsestään paranevan betonin, joka sisältää eläviä bakteereja ja kalsiumlaktaattia. Kuvittele, betoni "korjaa" itsensä! Miten ne toimivat?

Bakteerit imevät kalsiumlaktaattia ja tuottavat kalkkikiveä. Se täyttää halkeamat ja palauttaa lähes kokonaan betonin eheyden, mikä säästää merkittävästi korjauskuluja tulevaisuudessa ja pidentää merkittävästi käyttöikää.

Tämän biobetonin on luonut Henk Jonkers Hollannin teknisestä yliopistosta. Tiedemies ja hänen tiiminsä käyttivät 3 vuotta tämän ihmeen tekemiseen. Henk kertoo valinneensa bakteerisauvat, jotka voivat elää vuosikymmeniä ilman vettä ja happea. Bakteerit laitetaan erityisiin kapseleihin. Ne avautuvat ja "vapauttavat" bakteereja, kun vettä valuu halkeamien läpi. Tuotetta on jo testattu onnistuneesti järven lähellä sijaitsevalla pelastusaseman rakennuksella.

Tämä materiaali ei ole vielä käytössä. Ja tulevaisuus on epäilemättä hänen.

Grafeeni

Tutkijat luottavat siihen, että tämä materiaali on tulevaisuutta. Hänon 1 atomin paksuinen hiilikerros. Sitä kutsutaan maailman ohuimmaksi materiaaliksi.

On huomionarvoista, että grafeenia saatiin vahingossa – tiedemiehet Andrey Geim ja Konstantin Novoselov pitivät vain hauskaa. Huviksi he tutkivat teipin palasia, joita käytetään grafiitin alustana. Ilmanauhan avulla he alkoivat kuoria hiiltä kerros kerrokselta. Ja tuloksena saimme täysin tasaisen atomikerroksen paksuisen hiilikerroksen. Vuonna 2010 tiedemiehet saivat Nobel-palkinnon tästä löydöstä.

Grafeenin ominaisuudet antavat meille mahdollisuuden pitää sitä tulevan teknisen kehityksen perustana. Se on huomattavasti vahvempi kuin teräs, mikä tekee tulevaisuuden vempaimista kestävämpiä vahvistuksille. Ja jopa kymmeniä kertoja nopeuttaa pääsyä Internetiin. Tällaista omaisuutta arvostavat varmasti jokainen sosiaalisten verkostojen käyttäjä.

Grafeeni on tulevaisuuden materiaali. Tiedemiehet kertoivat äskettäin mielenkiintoisen tosiasian hänestä. Tutkimuksen aikana paljastui, että kaksikerroksisesta yksiatomisesta grafeenista voi tulla erinomainen materiaali panssariin - kovaa kuin timantti, mutta joustava.

Tällä materiaalilla on kuitenkin myös haittoja. Se voi vahingoittaa ympäristöä ja ihmisten terveyttä. Pintavesien grafeenikontaminaatio voi tehdä niistä myrkyllisiä.

Jatkamme uskomattomien tulevaisuuden materiaalien luetteloamme.

Willow Glass

Tämän lasin toimitti Corning, joka valmistaa jo älypuhelimille ja tableteille suojaavaa Gorilla Glass -pinnoitetta. Tämä lasi on tunnettu iskun- ja naarmuuntumiskestävyydestään. Valmistajat päättivät kuitenkin mennä pidemmälle ja kehittää uuden pinnoitteen - Willow Glassin.

Tämä on lasia, jonka paksuus on verrattavissa A4-paperin paksuuteen. Se on vain 100 mikrotonnia. Toimivuudeltaan se muistuttaa tavallista lasia, ja ulkoisesti se on hyvin samanlainen kuin muovi. Yhdellä merkittävällä lisäyksellä - siinä on joustavuutta. Willow Glassia voidaan taivuttaa eri suuntiin ilman pelkoa ominaisuuksiensa menettämisestä.

Ehkä pian tämä ainutlaatuinen lasi toimii älypuhelimien näyttönä. Hämmästyttävän joustavuuden lisäksi Willow Glass kestää myös uskomattoman korkeita lämpötiloja, jopa 500°C.

Valitettavasti lasissa ei ole Gorilla Glassin lujuutta eikä se suojaa niin tehokkaasti mekaanisilta vaurioilta.

Lasilaatta

Lasilaatan loi sveitsiläinen SolTech Energy. Tämä yritys on perustettu vuonna 2006. Sen toiminta tähtää vaihtoehtoisen energian alan innovaatioiden kehittämiseen ja niiden saatavuuteen laajalle ihmisjoukolle. Tämä on epäilemättä tulevaisuuden materiaalia.

Lasilaatta ei ole ehdoton uutuus, mutta yrityksen työntekijät väittävät parantaneensa sitä.

Tällaisen kattavuuden tärkeimmistä eduista ovat:

1. Voima. Materiaali ei ole huonompi kuin metalliset vastineet.
2. Sen koko ja muoto on valittu siten, että sitä voidaan käyttää puoliksi perinteisen metallilaatan kanssa.
3. Kauneus. Katon lasipäällystenäyttää upe alta ja sulautuu harmonisesti mihin tahansa rakennussuunnitteluun.

Sen toimintaperiaate on melko yksinkertainen. Auringon säteet pääsevät helposti läpi lasin. Ja sitten ne pysyvät erityisillä pinnoilla, jotka imevät aurinkoenergiaa. Voit hävittää tämän energian asukkaiden harkinnan mukaan - käyttää sitä lämmitykseen tai sähköverkkoon. Suurin vaikutus saavutetaan, kun katto käännetään etelään.

"Sieni"talot

On käynyt ilmi, että sienet ovat erinomainen rakennusmateriaali. Amerikkalaiset keksivät ensimmäisenä tämän idean.

Ecovativen perustivat ammattikorkeakoulusta valmistuneet. Sen perustajien Gavin McIntyren ja Eben Bayerin mukaan rihmastosta voidaan saada monenlaista materiaalia. Ei vain rakentamiseen, vaan myös kenkien tai huonekalujen valmistukseen. Rihmasto on joukko ohuita lankoja, jotka ruokkivat sientä sen tarvitsemilla mikroelementeillä. Se hajottaa maaperän orgaanista ainetta (kuihtunutta ruohoa jne.). Tämän prosessin aikana se vapauttaa aineita kiinnittäen yhteen alustan, jolla se kasvaa.

Luo sienistä materiaalia seuraavasti: yhdistä rihmasto ja substraatti, pakkaa syntynyt aine muotoihin ja laita pimeään paikkaan. Muutaman päivän kuluttua myseeli liuottaa langat ikään kuin sementoi alustan. Kuivauksen ja lämpökäsittelyn aikana myseeli kuolee. Alusta on valmis käytettäväksi. Tekniikka on yksinkertainen mutta nerokas, joten sienet ovat yksi tulevaisuuden upeista materiaaleista.