Хората винаги са търсили възможността да създадат най-висококачествените и функционални материали. Денис Юшин, автор на популярния научен и блог блог „Наука и бъдеще“ в Yandex.Den, говори за материали, които ще променят света.

Графенът

Най-обещаващият материал на бъдещето е графен, двуизмерна модификация на въглерода, състояща се от плоска кристална решетка с дебелина един атом. Графеновата кристална решетка е равнина, състояща се от шестоъгълни клетки.

От една страна, всички невероятни теоретични свойства на графена са ограничени от факта, че учените все още не са успели да получат идеален двуизмерен филм в свободно състояние поради неговата термодинамична нестабилност. Графенът обаче има уникална електрическа проводимост, което го прави отличен заместител на силиция.

Това ще създаде още по-миниатюрни електронни устройства. В допълнение, графенът е идеален за съхраняване на енергия в горивните клетки, за използване в оптиката, създаване на гъвкави дисплеи и дори за почистване на течности, тъй като графенов филм преминава водни молекули, улавяйки други вещества.

За да се възползвате от повечето уникални свойства на графена, не е необходимо да го прилагате в перфектна форма. Ако във филма с графен се появят дефекти, той може да съществува под формата на нанотръби. Композитни материали, източници на ток, неврокомпютърни интерфейси и бионика (например изкуствени мускули) - практически няма ограничения за използването на нанотръби.

Дори прословутият "космически асансьор" може да бъде изграден благодарение на въглеродни нанотръби, защото теоретично едностенна нанотръба с дължина няколко километра може да издържи тегло до тон на квадратен милиметър.

Vantabalck

Британската компания Surrey Nanosystems е разработила материал, който може да абсорбира до 99,965% от падащата светлина, което го прави най-черният материал в света. Името му е подходящо - Vantabalck.

Това невероятно свойство се обяснява с факта, че се образува от въглеродни нанотръби, които са толкова малки, че фотоните просто не могат да преминат между тях.

Изглежда, как най-черният материал може да бъде полезен? Той помага да се предотврати разсейването на светлината, което може да се използва в телескопи. Vantabalck може значително да подобри качеството на инфрачервените камери. Може да се използва за създаване на системи за термична защита.

Способността на материал да абсорбира различни радиации отваря перспективата за създаване на най-леките и издръжливи покрития на космически кораби, които предпазват от радиация.

Интересно е, че на специалистите на Surrey Nanosystems е забранено да обсъждат перспективите за военната употреба на Vantabalck с журналисти и те отговарят на въпроса за цената възможно най-кратко: „това е много скъпо“. Но Vantablack във военната сфера, като минимум, може да се използва за създаване на „температурен камуфлаж“.

Графен Ергел

През последното десетилетие ергелите, разработени като клас материали през 1931 г., започват да обръщат много повече внимание. И тук също не би могло да се направи без въглерод.Още през 2011 г. на базата на многослойни въглеродни нанотръби беше създаден ергел с плътност 4 mg / cm3. Почти всяка година се появяваха аерогели с по-ниска плътност, а днес най-лекият материал е графенов ергел, чиято плътност е само 0,16 mg / cm3.

Изненадващо материалът, получен от специалисти, има изключително висока якост и еластичност. Той връща формата възможно най-бързо след компресиране. За една секунда той може да абсорбира до 68 грама органични съединения. В същото време аерогелът задържа вещества, които не са разтворими във вода до 900 пъти повече от собственото му тегло.

По този начин, в случай на катастрофа, например, разлив на нефт, ще бъде възможно не само да се събере всичко от повърхността на водата, но и да се загуби практически нищо, просто като се изтръгне от аерогел.
В допълнение, аерогелът може да се използва като изолационен материал, в системи за съхранение на енергия за катализиращи реакции и като пълнител за сложни композитни материали.

Чаша за върба

Всеки знае за удароустойчивото стъкло на Gorilla Glass, но какво да кажем за гъвкавото стъкло, което има същите якостни свойства? Запознайте се с върбово стъкло - с дебелина от само 100 микрона (дебелина на листа A4), той е останал устойчив на механични повреди на ниво горила.

Най-очевидното приложение за него е създаването на гъвкави смартфони, но тази идея не е толкова популярна. Но говорим за гъвкава и много издръжлива чаша, така че да няма проблеми с нейната употреба. Компанията за разработка казва, че в бъдеще техният продукт ще бъде широко използван при създаването на например осветително оборудване или дори слънчеви панели.

Абсолютно всичко, което ни заобикаля, се състои от голямо разнообразие от материали и, изглежда, защо да създаваме нови, ако всичко вече е там? Отговорът е очевиден: трябва да се грижим за околната среда, да разберем, че ресурсите не са неограничени, да развиваме океана и новите светове и просто да направим живота по-добър за всички на Земята. Новите материали винаги са нови възможности за по-нататъшно развитие.