Келечектин укмуштуудай материалдары - тизме, өзгөчөлүктөр жана кызыктуу фактылар

2024 Автор: Henry Conors | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-02-12 10:17

Венгр физиги Денеш Габор келечекти алдын ала айтуу мүмкүн эмес, бирок аны ойлоп табууга болот деди. Жана бул сөздөр чындыкты толугу менен чагылдырат.

Келечек өнүгүүдө

Сиздердин көбүңүздөр 1998-жылы чыккан "Х-файлдар: Келечек үчүн күрөш" тасмасын көргөнүңүздөргө ишенем. Бул триллер жана детектив элементтери бар фантастикалык тасма. Бүгүн биз келечектеги материалдар жөнүндө да сөз кылабыз. Алар классификацияланган эмес, бирок алар жөнүндө аз белгилүү. Анткени аларды колдонуунун масштабы али аз. Бирок убакыттын өтүшү менен бул материалдар рынокто сөзсүз түрдө орун алып, кеңири колдонулат.

Бүгүн карай турган материалдардын тизмеси:

1. Airgel.
2. Тунук алюминий.
3. Металл пено.
4. Өзүн-өзү калыбына келтирүүчү бетон.
5. Графен.
6. Willow Glass.
7. Айнек плиткасы.
8. Козу карындардан жасалган курулуш материалдары.

Эми алардын ар бирине кененирээк токтололу.

Airgel

Airgel – бул жакында колдонула турган келечектин материалы. Бул тууралуу маалымат 2013-жылы эле жарыяланган. Иштеп чыгуу кытай окумуштууларынын мээнети. Бул наноматериал бир нече жолу болгонГиннестин рекорддор китебине кирген. Мунун баары анын уникалдуу касиеттеринин аркасында.

Airgel (орусчага "тоңгон аба" же "тоңгон түтүн" деп которулат) укмуштуудай жеңил, анткени анын негизги компоненти аба. Тунук, бир аз көгүш түстүү, ал тоңуп калган кыруу көбүгүнө окшош. Ал 99,8% абадан турат, ал микроскоп менен гана көрүүгө боло турган кичинекей клеткаларды толтурат.

Airgel кадимки гелден жасалган. Бирок суюк компоненттин ордуна газды камтыйт. Минималдуу тыгыздыгы (айнектин тыгыздыгынан 1000 эсе аз) менен абдан бышык. Аэрогель үлгүлөрү өз салмагынан бир нече миң эсе көп туруштук бере алат. Ал ошондой эле жакшы жылуулук изолятору жана космостук колдонмолордо колдонулушу мүмкүн.

Иштетүүнүн жөнөкөйлүгү аны дээрлик универсалдуу кылат. Бирок аэрогель курулушта жылуулук өткөрбөй турган, нымдуулукка чыдамдуу, ишенимдүү материал катары эң көп колдонулат.

Тунук алюминий

Технологиялар алдыга жылып жатат - жана азыр илимпоздор тунук алюминий жаратканы тууралуу маалымат ММКларда үзгүлтүксүз пайда болот. ILON бренди менен жакында иштелип чыккан жана сатылган бул эң жаңы материал алюминий, азот жана кычкылтектен турат.

Алюминий кварц-оксинитридинин негизги милдети ок өтпөгөн айнекти алмаштыруу. Бирок, бул максатта гана эмес, колдонсо болот. Келечектин материалы соккуга туруштук берет. Анынчийүү дээрлик мүмкүн эмес. Ошол эле учурда тунук алюминий айнектин жарым салмагын түзөт.

Бүгүн ALON колдонула баштады. Microsoft буга чейин металлды колдонуп жатат. Ал "акылдуу сааттын" корпусунда камтылган. Балким, качандыр бир убакта кварц-алюминий оксинитридинен конструкциялар жасалат. Бирок бул материалдын баасы түшкөндө гана. Чыгымдар демократиялуураак болмоюнча, келечектеги чыгашалар миллиарддаган.

Металл пено

Бул жеңил материал абадагы окту токтотуп, аны чаңга айландыруучу уникалдуу жөндөмгө ээ. Бул учурда, көбүк курамы ар кандай болушу мүмкүн. Эч бир "рецепт" жок. Мисалы, эриген металл аркылуу газды өткөрүү. Же эриген алюминийге порошок титан гидридди кошуңуз.

Металл пенопласт материалдардын эволюциясынын мисалы болуп саналат. Эми алар кызыктай көрүнөт, бирок жакында алар кадимки жана тааныш нерсеге айланат.

Аба чөнтөктөрү бар болгондуктан, пенопласт жылуулук өткөрүүчү касиетке ээ. Сууга чөкпөйт, оңой кесилет. Бул жасалгалоо иштери үчүн пайдаланууга мүмкүндүк берет. Анын үстүнө, анын табигый, кооз оюму бар.

Материал акустикалык касиеттерге ээ, коррозияга туруктуу жана өтө жогорку температурага дуушар болгондо да эрибейт. Анын туруктуулугу боюнча изилдөөлөр буга чейин жүргүзүлгөн. 1482°С температурада да кычкылданган, бирок анын күчү жана түзүлүшү сакталган. Төмөнкү температура материалдын сырткы көрүнүшүнө жана касиеттерине такыр таасир этпейт.

Өзүн-өзү калыбына келтирүүчү бетон

Имараттын курулушунда тургузулган конструкциянын туруктуулугу ар дайым күмөн жаратат. Адепсиз куруучулар жана сапатсыз материалдар жаңы имаратты тез эле бузуп коюшу мүмкүн. Ал эми аны калыбына келтирүү ар дайым чоң каржылык чыгымдарды талап кылат.

Голландиялык окумуштуулар бул маселени чечишти. Алар тирүү бактерияларды жана кальций лактатынан турган өзүн-өзү калыбына келтирүүчү бетонду жасашкан. Элестеткиле, конкреттүү "жамалар" өзү! Алар кантип иштешет?

Бактериялар кальций лактатын сиңирип, акиташты пайда кылат. Ал жаракаларды толтурат жана бетондун бүтүндүгүн дээрлик толугу менен калыбына келтирет, бул келечекте оңдоп-түзөөдөн бир топ үнөмдөөгө жана кызмат мөөнөтүн бир топ жогорулатат.

Бул биобетонду Нидерланддын Техникалык Университетинен Хенк Йонкерс жасаган. Бул кереметти жасоо үчүн окумуштуу жана анын командасы 3 жыл жумшашкан. Хенк суусуз жана кычкылтексиз ондогон жылдар жашай ала турган бактерия таякчаларын тандап алганын айтат. Бактериялар атайын капсулаларга салынат. Алар жаракалардан суу өткөндө бактерияларды ачып, "чыгарышат". Продукт буга чейин көлгө жакын жайгашкан куткаруу станциясынын имаратында ийгиликтүү сыналган.

Бул материал азырынча колдонула элек. Ал эми келечек аныкы экени талашсыз.

Графен

Окумуштуулар бул материалдын келечек экенине ишенишет. Алкалыңдыгы 1 атомдук көмүртек катмары. Ал дүйнөдөгү эң ичке материал деп аталат.

Белгилей кетчү нерсе, графен кокустан алынган – окумуштуулар Андрей Гейм менен Константин Новоселов жөн эле көңүл ачып жатышкан. Көңүл ачуу үчүн алар графит үчүн субстрат катары колдонулган скотчтун бөлүктөрүн карап чыгышты. Сленканын жардамы менен көмүртек катмарын катмар-катмарлап сыйрып башташты. Натыйжада, биз кемчиликсиз бир атомдук көмүртек катмарын алдык. 2010-жылы илимпоздор бул ачылыш үчүн Нобель сыйлыгына татыктуу болушкан.

Графендин касиеттери аны келечектеги техникалык өнүгүүлөрдүн негизи катары кароого мүмкүндүк берет. Ал болоттон алда канча бышык, бул келечектеги гаджеттерди ырастоолорго туруктуураак кылат. Ал тургай, ондогон жолу Интернетке кирүү ылдамдыгын тездетет. Мындай мүлктү социалдык тармактардын ар бир колдонуучусу сөзсүз баалайт.

Графен - келечектин материалы. Ал тууралуу кызыктуу фактыны жакында эле окумуштуулар айтышты. Изилдөөнүн жүрүшүндө эки катмарлуу моноатомдук графен дененин курал-жарактары үчүн эң сонун материал боло ала турганы аныкталды – алмаздай катуу, бирок ийкемдүү.

Бирок бул материалдын кемчиликтери да бар. Ал айлана-чөйрөгө жана адамдын ден соолугуна зыян келтириши мүмкүн. Жер үстүндөгү суулардын графен менен булганышы аларды уулуу кылат.

Келечектеги укмуштуудай материалдардын тизмесин улантууда.

Willow Glass

Бул айнек Corning тарабынан берилген, ал буга чейин Gorilla Glass деп аталган смартфондор жана планшеттер үчүн коргоочу катмарды чыгарган. Бул айнек анын таасири жана чийилүүгө туруктуулугу менен белгилүү. Бирок, өндүрүүчүлөр мындан ары карай жаңы жабынды иштеп чыгууну чечишти - Willow Glass.

Бул айнек, анын калыңдыгы А4 кагазынын калыңдыгына салыштырууга болот. Бул болгону 100 микротонна. Функционалдуулугу боюнча ал кадимки айнекти элестетет, сыртынан караганда пластикке абдан окшош. бир олуттуу кошумча менен - бул ийкемдүүлүккө ээ. Талдын айнек касиетин жоготуп алуудан коркпостон ар кандай багытта ийилген болот.

Балким жакында бул уникалдуу айнек смартфондор үчүн экран катары кызмат кылат. Укмуштуудай ийкемдүүлүгүнөн тышкары, Willow Glass жогорку температурага, 500°Cге чейин укмуштуудай туруктуу.

Тиле, айнек Gorilla Glass айнегиндей күчкө ээ эмес жана механикалык зыяндан анчалык эффективдүү коргой албайт.

Айнек плитка

Айнек плитка швейцариялык SolTech Energy компаниясы тарабынан жасалган. Бул компания 2006-жылы түзүлгөн. Анын ишмердүүлүгү альтернативдик энергетика тармагындагы инновацияларды өнүктүрүүгө жана аларды калктын кеңири катмарына жеткиликтүү кылууга багытталган. Бул келечектин материалы экени талашсыз.

Айнек плитка - бул абсолюттук жаңылык эмес, бирок компаниянын кызматкерлери аны жакшыртышты деп ырасташат.

Мындай камтуунун негизги артыкчылыктары:

1. Күч. Материал металлдан кем эмес.
2. Анын өлчөмү жана формасы аны кадимки металл плитка менен жарым бөлүктө колдонууга боло тургандай кылып тандалган.
3. Сулуулук. Чатыр үчүн айнек жабууукмуштуудай көрүнөт жана ар кандай имараттын дизайны менен шайкеш келет.

Анын иштөө принциби абдан жөнөкөй. Күндүн нурлары айнектен оңой эле өтүп кетет. Анан алар күн энергиясын өзүнө сиңирген атайын беттерде калат. Сиз бул энергияны жашоочулардын каалоосу боюнча иштете аласыз – аны жылытууга же электр тармагына колдонуңуз. Эң чоң эффект чатырды түштүккө бурганда жетишилет.

"Козу карын" үйлөрү

Козу карындар эң сонун курулуш материалы экени көрүнүп турат. Бул идеяны биринчи жолу америкалыктар ойлоп табышты.

Эковативди Политехникалык институттун бүтүрүүчүлөрү негиздеген. Анын негиздөөчүлөрү Гэвин Макинтайр менен Эбен Байердин айтымында, мицелийден түрдүү материалды алууга болот. Курулуш үчүн гана эмес, бут кийим же эмерек чыгаруу үчүн да. Мицелий - кычыткыны керектүү микроэлементтер менен азыктандырган ичке жиптердин жыйындысы. Жердеги органикалык заттарды (куураган чөп ж. б.) чиритет. Бул процесстин жүрүшүндө ал өскөн субстратты бириктирип, заттарды бөлүп чыгарат.

Козу карындардан материалды төмөнкүдөй түзүңүз: мицелия менен субстратты бириктирип, пайда болгон затты формага салып, караңгы жерге коюңуз. Бир нече күндөн кийин мицелия субстратты цементтегендей жиптерди эритет. Кургатуу жана жылуулук менен дарылоо учурунда мицелий өлөт. субстрат колдонууга даяр болот. Технология жөнөкөй, бирок гениалдуу болгондуктан козу карындарды келечектин укмуштуудай материалдарынын бирине айландырат.