Vật liệu tuyệt vời của tương lai - danh sách, tính năng và sự thật thú vị

2024 Tác giả: Henry Conors | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-02-12 14:35

Nhà vật lý người Hungary Denes Gabor nói rằng không thể nói trước được tương lai, nhưng nó có thể được phát minh ra. Và những từ này phản ánh đầy đủ thực tế.

Tương lai phát triển

Tôi chắc rằng nhiều người trong số các bạn đã xem bộ phim The X-Files: The Fight for the Future năm 1998. Đây là một bộ phim giả tưởng có yếu tố ly kỳ, trinh thám. Hôm nay chúng ta cũng sẽ nói về vật liệu là tương lai. Chúng không được phân loại, nhưng ít người biết về chúng. Bởi vì phạm vi ứng dụng của họ vẫn còn nhỏ. Nhưng theo thời gian, những chất liệu này chắc chắn sẽ có chỗ đứng trên thị trường và được sử dụng rộng rãi.

Danh sách các tài liệu chúng tôi sẽ trình bày hôm nay:

1. Aerogel.
2. Nhôm trong suốt.
3. Bọt kim loại.
4. Bê tông tự phục hồi.
5. Graphene.
6. Willow Glass.
7. Gạch bóng kiếng.
8. Vật liệu xây dựng từ nấm.

Và bây giờ chúng ta hãy đi sâu vào từng chi tiết hơn.

Aerogel

Aerogel là vật liệu của tương lai có thể được sử dụng rất sớm. Thông tin về nó đã được xuất bản vào năm 2013. Sự phát triển là sản phẩm trí tuệ của các nhà khoa học Trung Quốc. Vật liệu nano này đã nhiều lầnđược đề cập trong sách kỷ lục Guinness. Tất cả là nhờ những đặc tính độc đáo của nó.

Aerogel (được dịch sang tiếng Nga là "không khí đông lạnh" hoặc "khói đông lạnh") cực kỳ nhẹ, bởi vì thành phần chính của nó là không khí. Trong suốt, có một chút hơi xanh, nó giống như bọt cạo râu đông lạnh. Đó là 99,8% không khí, chứa đầy các tế bào nhỏ mà chỉ có thể nhìn thấy bằng kính hiển vi.

Aerogel được làm từ gel thông thường. Nhưng thay vì một thành phần chất lỏng, nó chứa một chất khí. Với mật độ tối thiểu (nhỏ hơn 1000 lần so với mật độ của thủy tinh), nó rất bền. Các mẫu aerogel có thể chịu được trọng lượng gấp vài nghìn lần trọng lượng của chúng. Nó cũng là một chất cách nhiệt tốt và có thể được sử dụng trong các ứng dụng không gian.

Dễ vận hành làm cho nó gần như phổ biến. Nhưng aerogel sẽ được sử dụng nhiều nhất trong xây dựng, như một vật liệu cách nhiệt, chống ẩm, đáng tin cậy.

Nhôm trong suốt

Các công nghệ đang tiến về phía trước - và bây giờ thông tin xuất hiện thường xuyên trên các phương tiện truyền thông rằng các nhà khoa học đã tạo ra nhôm trong suốt. Vật liệu mới nhất này, gần đây đã được phát triển và bán dưới thương hiệu ILON, bao gồm nhôm, nitơ và oxy.

Nhiệm vụ chính của nhôm quartz-oxynitride là thay thế kính chống đạn. Tuy nhiên, nó có thể được sử dụng không chỉ cho mục đích này. Vật liệu của tương lai có khả năng chống va đập. Của anh ấyhầu như không thể bị trầy xước. Đồng thời, nhôm trong suốt có trọng lượng bằng một nửa kính.

Hôm nay ALON bắt đầu được sử dụng. Microsoft đã sử dụng kim loại. Nó được chứa trong phần thân của "đồng hồ thông minh". Có lẽ một ngày nào đó các cấu trúc sẽ được làm từ thạch anh-nhôm oxynitride. Nhưng chỉ khi giá của vật liệu này giảm xuống. Chi tiêu trong tương lai lên đến hàng tỷ trừ khi chi phí trở nên dân chủ hơn.

Bọt kim loại

Vật liệu nhẹ này có khả năng duy nhất ngăn một viên đạn bay trong không khí và biến nó thành bụi. Trong trường hợp này, thành phần của bọt có thể khác nhau. Không có một "công thức" duy nhất. Ví dụ, cho khí đi qua kim loại nóng chảy. Hoặc thêm titan hydrua dạng bột vào nhôm nóng chảy.

Bọt kim loại là một ví dụ về sự phát triển của vật liệu. Bây giờ chúng có vẻ như là một sự tò mò, nhưng chúng sẽ sớm trở thành một thứ gì đó bình thường và quen thuộc.

Do sự hiện diện của các túi khí, bọt có đặc tính cách nhiệt. Nó không chìm trong nước, nó dễ dàng bị cắt. Điều này cho phép bạn sử dụng nó cho công việc trang trí. Hơn nữa, nó có một hoa văn tự nhiên, đẹp.

Vật liệu có đặc tính âm học, chống ăn mòn và không bị nóng chảy ngay cả khi tiếp xúc với nhiệt độ rất cao. Các nghiên cứu về độ ổn định của nó đã được thực hiện. Ngay cả ở nhiệt độ 1482 ° C, nó bị oxy hóa, nhưng sức mạnh và cấu trúc của nó vẫn được bảo toàn. Nhiệt độ thấp hơn hoàn toàn không ảnh hưởng đến hình thức và đặc tính của vật liệu.

Bê tông tự hàn

Độ bền của kết cấu được lắp dựng trong quá trình xây dựng công trình luôn bị nghi ngờ. Những người xây dựng không cẩn thận và vật liệu chất lượng thấp có thể phá hủy một tòa nhà mới rất nhanh chóng. Và việc khôi phục nó luôn đòi hỏi chi phí tài chính lớn.

Các nhà khoa học Hà Lan đã giải quyết vấn đề này. Họ đã tạo ra bê tông tự phục hồi, chứa vi khuẩn sống và canxi lactate. Hãy tưởng tượng, chính những "bản vá lỗi" cụ thể! Chúng hoạt động như thế nào?

Vi khuẩn hấp thụ canxi lactat và tạo ra đá vôi. Nó lấp đầy các vết nứt và gần như khôi phục hoàn toàn tính toàn vẹn của bê tông, giúp tiết kiệm đáng kể chi phí sửa chữa trong tương lai và tăng tuổi thọ đáng kể.

Bê tông sinh học này được tạo ra bởi Henk Jonkers từ Đại học Kỹ thuật Hà Lan. Nhà khoa học và nhóm của ông đã mất 3 năm để làm nên điều kỳ diệu này. Henk nói rằng ông đã chọn những thanh vi khuẩn có thể sống hàng chục năm mà không cần nước và oxy. Vi khuẩn được đặt trong các viên nang đặc biệt. Chúng mở ra và “giải phóng” vi khuẩn khi nước thấm qua các vết nứt. Sản phẩm đã được thử nghiệm thành công trên tòa nhà của trạm cứu hộ nằm gần hồ.

Vật liệu này hiện chưa được sử dụng. Và tương lai chắc chắn là của anh ấy.

Graphene

Các nhà khoa học tự tin rằng vật liệu này là tương lai. Anh talà một lớp cacbon dày 1 nguyên tử. Nó được gọi là vật liệu mỏng nhất trên thế giới.

Đáng chú ý là graphene được thu thập một cách tình cờ - các nhà khoa học Andrey Geim và Konstantin Novoselov chỉ đang vui vẻ. Để giải trí, họ đã kiểm tra các mẩu băng dính, được sử dụng làm chất nền cho than chì. Với sự trợ giúp của băng keo, chúng bắt đầu bóc từng lớp carbon. Và kết quả là chúng tôi có một lớp carbon hoàn toàn đồng đều dày một nguyên tử. Năm 2010, các nhà khoa học đã được trao giải Nobel cho khám phá này.

Các đặc tính của graphene cho phép chúng ta coi nó là cơ sở của những phát triển kỹ thuật trong tương lai. Nó cứng hơn đáng kể so với thép, điều này sẽ làm cho các thiết bị của tương lai có khả năng chống lại các xác nhận hơn. Và thậm chí hàng chục lần sẽ làm tăng tốc độ truy cập Internet. Một tài sản như vậy chắc chắn sẽ được đánh giá cao bởi mọi người dùng mạng xã hội.

Graphene là vật liệu của tương lai. Một sự thật thú vị về ông đã được các nhà khoa học kể lại gần đây. Trong quá trình nghiên cứu, người ta đã tiết lộ rằng graphene đơn nguyên tử hai lớp có thể trở thành vật liệu tuyệt vời cho áo giáp - cứng như kim cương, nhưng lại mềm dẻo.

Tuy nhiên, chất liệu này cũng có những nhược điểm. Nó có thể gây hại cho môi trường và sức khỏe con người. Ô nhiễm Graphene của nước bề mặt có thể khiến chúng trở nên độc hại.

Tiếp tục danh sách các vật liệu đáng kinh ngạc trong tương lai của chúng tôi.

Liễu thủy tinh

Kính này được cung cấp bởi Corning, vốn đã là nhà sản xuất lớp phủ bảo vệ cho điện thoại thông minh và máy tính bảng có tên là Gorilla Glass. Mặt kính này được biết đến với khả năng chống va đập và chống xước. Tuy nhiên, các nhà sản xuất đã quyết định đi xa hơn và phát triển một lớp phủ mới - Willow Glass.

Đây là thủy tinh, độ dày của nó tương đương với độ dày của giấy A4. Đó chỉ là 100 microton. Về chức năng của nó, nó giống như thủy tinh thông thường, và bề ngoài nó rất giống với nhựa. Với một bổ sung quan trọng - nó có tính linh hoạt. Willow Glass có thể được uốn cong theo nhiều hướng khác nhau mà không sợ làm mất tính chất của nó.

Có lẽ chẳng bao lâu nữa chiếc kính độc đáo này sẽ dùng làm màn hình cho điện thoại thông minh. Ngoài tính linh hoạt đáng kinh ngạc, Willow Glass còn có khả năng chịu nhiệt độ cao đáng kinh ngạc, lên đến 500 ° C.

Than ôi, kính không có độ bền bằng Gorilla Glass và không bảo vệ hiệu quả khỏi tác hại cơ học.

Ngói

Ngói thủy tinh được tạo ra bởi công ty SolTech Energy của Thụy Sĩ. Công ty này được thành lập vào năm 2006. Các hoạt động của nó nhằm phát triển các đổi mới trong lĩnh vực năng lượng thay thế và khả năng cung cấp của chúng cho nhiều đối tượng. Không nghi ngờ gì nữa, đây là chất liệu của tương lai.

Ngói thủy tinh không phải là một sản phẩm mới tuyệt đối, nhưng các nhân viên của công ty khẳng định đã cải thiện nó.

Ưu điểm chính của độ che phủ đó là:

1. Sức mạnh. Chất liệu không thua kém gì các chất liệu kim loại.
2. Kích thước và hình dạng của nó được lựa chọn sao cho nó có thể được sử dụng một nửa với ngói kim loại thông thường.
3. Làm đẹp. Kính che cho mái nhàtrông ngoạn mục và kết hợp hài hòa với bất kỳ thiết kế tòa nhà nào.

Nguyên lý hoạt động của nó khá đơn giản. Tia nắng có thể dễ dàng xuyên qua kính. Và sau đó chúng vẫn ở trên các bề mặt đặc biệt hấp thụ năng lượng mặt trời. Bạn có thể xử lý năng lượng này theo quyết định của cư dân - sử dụng nó để sưởi ấm hoặc cho lưới điện. Hiệu quả lớn nhất đạt được khi mái quay về hướng Nam.

nhà "Nấm"

Hóa ra nấm là một vật liệu xây dựng tuyệt vời. Người Mỹ lần đầu tiên đưa ra ý tưởng này.

Ecovative được thành lập bởi các sinh viên tốt nghiệp Học viện Bách khoa. Theo những người sáng lập của nó, Gavin McIntyre và Eben Bayer, rất nhiều loại vật liệu có thể được lấy từ sợi nấm. Không chỉ dùng trong xây dựng, mà còn dùng để sản xuất giày dép hay đồ nội thất. Sợi nấm là một cụm các sợi mỏng cung cấp các nguyên tố vi lượng cần thiết cho nấm. Nó phân hủy các chất hữu cơ trong lòng đất (cỏ khô héo, v.v.). Trong quá trình này, nó giải phóng các chất, kết dính với nhau chất nền mà nó phát triển.

Tạo nguyên liệu từ nấm theo cách sau: nối sợi nấm và giá thể, gói chất thu được thành hình rồi để vào chỗ tối. Sau một vài ngày, sợi nấm sẽ hòa tan các sợi tơ, như thể kết dính với chất nền. Trong quá trình làm khô và xử lý nhiệt, sợi nấm bị giết chết. Lớp nền đã sẵn sàng để sử dụng. Công nghệ này rất đơn giản nhưng vẫn khéo léo, biến nấm trở thành một trong những nguyên liệu tuyệt vời của tương lai.