Венгерский физик Денеш Габор говорил, что будущее нельзя предвидеть, но его можно изобрести. И эти слова в полной мере отображают действительность.
Будущее в разработке
Наверняка многие из вас видели фильм 1998 года "Секретные материалы: Борьба за будущее". Это фэнтезийная лента с элементами триллера и детектива. Сегодня мы также поговорим о материалах, за которыми будущее. Они не засекречены, но известно о них немногим. Потому что область их применения пока невелика. Но со временем эти материалы наверняка прочно закрепятся на рынке и будут широко использоваться.
Список материалов, которые мы сегодня рассмотрим:
- Аэрогель.
- Прозрачный алюминий.
- Металлическая пена.
- Самовосстанавливающийся бетон.
- Графен.
- Willow Glass.
- Стеклянная черепица.
- Стройматериалы из грибов.
А теперь остановимся на каждом из них подробнее.
Аэрогель
Аэрогель - это материал будущего, который можно будет использовать очень скоро. Информацию о нем опубликовали еще в 2013 году. Разработка является детищем китайских ученых. Этот наноматериал неоднократно упоминается в Книге рекордов Гиннеса. Все благодаря его уникальным свойствам.
Аэрогель (в переводе на русский "замороженный воздух" или "замороженный дым") отличается невероятной легкостью, ведь его основная составляющая - воздух. Полупрозрачный, с легким голубоватым оттенком, он напоминает застывшую пену для бритья. В его составе - 99,8 % воздуха, который заполняет крошечные ячейки, видимые только при помощи микроскопа.
Аэрогель изготовлен из обычного геля. Но вместо жидкого компонента он содержит газ. При минимальной плотности (в 1000 раз меньше плотности стекла), он очень прочный. Образцы аэрогеля могут выдерживать нагрузку, в несколько тысяч раз превышающую его вес. Он также является хорошим теплоизолятором и может быть использован в космонавтике.
Легкость эксплуатации делает его практически универсальным. Но наибольшее применение аэрогель найдет в строительстве, как теплоизоляционный, влагозащитный надежный материал.
Прозрачный алюминий
Технологии движутся вперед - и вот уже регулярно в СМИ появляется информация о том, что учеными был создан прозрачный алюминий. Этот новейший материал, который был разработан совсем недавно и выпускается под маркой ILON, состоит из алюминия, азота и кислорода.
Основная задача кварц-оксинитрид алюминия - это замена пуленепробиваемого стекла. Однако применять его можно не только для этой цели. Материал будущего обладает устойчивостью к ударам. Его практически невозможно поцарапать. При этом прозрачный алюминий вдвое легче стекла.
Сегодня ALON начали использовать. Компания Microsoft уже применяет металл. Он содержится в составе корпуса "умных часов". Возможно, когда-нибудь из кварц-оксинитрид алюминия будут изготавливать конструкции. Но лишь тогда, когда упадет цена на этот материал. Расходы будущих периодов насчитывают миллиарды, если стоимость его не станет более демократичной.
Металлическая пена
Этот легкий материал имеет уникальную способность остановить пулю в воздухе и превратить ее в пыль. При этом состав пены может разниться. Единого "рецепта" нет. Например, пропустить газ через расплавленный металл. Или добавить порошкообразный гидрид титана в расплавленный алюминий.
Металлическая пена представляет собой пример эволюции материалов. Сейчас они кажутся диковинкой, но вскоре станут чем-то обыденным и привычным.
Благодаря наличию воздушных карманов пена обладает теплоизолирующими свойствами. Она не тонет в воде, легко режется. Это позволяют применять ее для декоративных работ. Тем более, она обладает естественным, красивым рисунком.
Материал имеет акустические свойства, устойчив к коррозии и не плавится даже при воздействии очень высоких температур. Исследования его устойчивости уже проводились. Даже при температуре 1482°С он окислился, но его прочность и структура сохранились. Более низкие температуры вообще никак не сказываются на внешнем виде и свойствах материала.
Самовосстанавливающийся бетон
Долговечность возводимой конструкции при постройке здания всегда находится под сомнением. Недобросовестность строителей и некачественные материалы способны очень быстро уничтожить новое здание. А восстановление его всегда требует огромных финансовых расходов.
Голландские ученые решили эту проблему. Они создали самовосстанавливающийся бетон, в составе которого содержатся живые бактерии и лактат кальция. Представьте себе, бетон "латает" сам себя! Как же они работают?
Бактерии, поглощая лактат кальция, производят известняк. Он заполняет трещины и практически полностью восстанавливает целостность бетона, что позволит существенно сэкономить на ремонте в будущем и значительно увеличить длительность эксплуатации.
Этот биобетон был создан Хенком Джонкерсом из нидерландского технического университета. Ученый со своей командой потратил 3 года для изготовления этого чуда. Хенк рассказывает, что выбрал палочки бактерий, которые способны долгие десятилетия жить без воды и кислорода. Бактерии помещены в специальные капсулы. Они открываются и «выпускают» бактерии при попадании воды, просачивающейся через трещины. Продукт уже был успешно протестирован на здании спасательной станции, расположенной близ озера.
Этот материал пока не используется в настоящем. И будущее, несомненно, за ним.
Графен
Ученые уверены, за этим материалом настоящего будущее. Он представляет собой слой углерода толщиною в 1 атом. Его называют самым тонким материалом в мире.
Примечательно, что получили графен случайно – ученые Андрей Гейм и Константин Новоселов просто развлекались. Они ради забавы исследовали куски клейкого скотча, который применяют в виде подложки для графита. С помощью клейкой ленты они слой за слоем начали отлеплять углерод. И в итоге получили идеально ровный слой углерода толщиною в атом. В 2010 году ученые были удостоены Нобелевской премии за это открытие.
Свойства графена позволяют считать его основой будущих технических разработок. Он значительно прочнее стали, что сделает гаджеты будущего более устойчивыми к подтверждениям. И даже в десятки раз ускорит скорость выхода в интернет. Подобное свойство наверняка оценит каждый пользователь социальных сетей.
Графен - это материал будущего. Интересный факт о нем совсем недавно поведали ученые. В ходе исследований было выявлено, что двухслойный одноатомный графен способен стать прекрасным материалом для бронежилетов – твердым как алмаз, но гибким.
Тем не менее, есть у этого материала и недостатки. Он может вредить окружающей среде и здоровью людей. Графеновое загрязнение поверхностных вод способно сделать их токсичными.
Продолжаем рассматривать список невероятных материалов будущего.
Willow Glass
Данное стекло предоставила компания Corning, которая уже является производителем защитного покрытия для смартфонов и планшетов, называемого Gorilla Glass. Это стекло известно устойчивостью к ударам и царапинам. Однако производители решили пойти дальше и разработать новое покрытие – Willow Glass.
Это стекло, толщина которого сравнима с толщиной бумаги формата А4. То есть всего 100 микротон. По своим функциональным возможностям напоминает обычное стекло, а внешне очень похоже на пластик. С одним существенным дополнением – оно обладает гибкостью. Willow Glass можно сгибать в разные стороны, не опасаясь потери его свойств.
Возможно, в скором времени это уникальное стекло будет служить экраном для смартфонов. Помимо удивительной гибкости, Willow Glass также невероятно устойчиво к высоким температурам – до 500°С.
Увы, стекло не обладает прочностью Gorilla Glass и не защищает столь эффективно от механических повреждений.
Черепица из стекла
Стеклянная черепица была создана швейцарской компанией SolTech Energy. Эта компания была создана в 2006 году. Ее деятельность направлена на разработку инноваций в области альтернативной энергетики и их доступность для широкого круга людей. Несомненно, это материал будущего.
Стеклянная черепица не является абсолютной новинкой, но сотрудники компании утверждают, что усовершенствовали ее.
Из основных преимуществ такого покрытия выделяют:
- Прочность. Материал не уступает своим металлическим аналогам.
- Размер и форма ее подобраны таким образом, чтобы ее можно было использовать напополам с обычной металлочерепицей.
- Красота. Стеклянное покрытие для крыши смотрится эффектно и гармонично сочетается с любым дизайном здания.
Принцип ее работы достаточно прост. Солнечные лучи с легкостью проходят сквозь стекло. А затем остаются на специальных поверхностях, которые поглощают солнечную энергию. Распорядиться этой энергией можно на усмотрение жильцов – использовать для отопления или для электросети. Наибольший эффект достигается, если крыша повернута на юг.
«Грибные» дома
Оказывается, грибы – превосходный строительный материал. Впервые эта идея появилась у американцев.
Компания Ecovative была основана выпускниками политехнического института. По мнению ее основателей, Гэвина Макинтайра и Эбена Байера, из грибницы можно получать самый разный материал. Не только для строительства, но и для производства обуви или мебели. Грибница представляет собой скопление тонких нитей, питающих гриб необходимыми ему микроэлементами. Она разлагает в земле органику (увядшую траву и т. д.). Во время этого процесса она выделяет вещества, склеивая субстрат, на котором она растет.
Создают материал из грибов следующим способом: соединяют грибницу и субстрат, расфасовывают получившуюся в результате субстанцию по формам и кладут в темное место. Через несколько дней грибница распускает нити, как бы цементируя субстрат. В ходе сушки и тепловой обработки грибницы убивают. Субстрат же становится готовым к применению. Технология проста и в то же время гениальна, поэтому грибы вошли в список удивительных материалов будущего.
