Ажиотаж вокруг графена, изменившего представление о физике и перечеркнувшего несколько ее законов, которым нас учили еще в школе, понемногу спадает. Хотя буквально несколько лет назад мировая наука даже не допускала существования одноатомного кристалла, а за открытие графена в 2010 году была присуждена Нобелевская премия.
Существуют и другие материалы, практическое применение которых может изменить наш мир уже в ближайшем будущем.
Например, так называемые самовосстанавливающиеся вещества. Один из самых известных таких материалов – разработанные в Университете штата Иллинойс в США биоиндустрированные пластмассы, способные самостоятельно восстанавливаться и производить самостоятельный ремонт. Последнее достижение таких пластмасс – ремонт отверстия шириной в 4 миллиметра и трещин вокруг него. Скажете, что такое 4 миллиметра? Но для многих направлений индустрии, в том числе обслуживающих медицинскую отрасль, это огромный зазор.
В будущем инженеры планируют разработать не только самовосстанавливающиеся пластмассы, но и металл, бетон и даже асфальт. Представьте, кусок асфальта кладут на дорожную яму, которую он сам, без помощи человека, заделывает. Фантастика!
Еще один материал будущего – теплообменники. По последним подсчетам, отработанное тепло (вспомните тот же постоянно нагревающийся на коленях ноутбук!) составляет две трети всей используемой энергии, которую человечество пока не научилось сохранять. Для этого и нужны эффективные теплообменники.
В 2017 году ученые и инженеры из Калифорнии создали термоэлектрический генератор, подключаемый к выхлопной трубе генератора и превращающий отработанную энергию в электричество. В основе устройства использован термоэлектрический материал тетраэдрит (на фото). Еще один перспективный, по мнению изобретателей, материал – скуттерудит – минерал с кобальтом в составе. В перспективе такие генераторы можно будет присоединить к любым устройствам, начиная от выхлопных труб машин и заканчивая холодильниками и ноутбуками.
Третий, но не по степени перспективности типа материала – перовскиты, способные удешевить оборудование для получения солнечной энергии. Энергия нашей звезды очень дешева, но солнечные батареи из кристаллического кремния для нее по-прежнему дороги и доступны не всем. Возможно, эту ситуацию уже через несколько лет и смогут изменить перовскиты.
Материал должен заменить кремний. Сейчас ученые работают над большей эффективностью преобразования солнечной энергии с их помощью. Если в 2009 году она составляла лишь 3,8%, в 2014-ом она увеличилась до 19,3%, и кто знает, какого результата инженеры достигнут к 2020 году.
Перспективный материал – аэрогель, на первый взгляд выглядящий как что-то нереальное. Аэрогель призрачен и похож на эфир, но, несмотря на это, он выдерживает воздействие паяльной лампы и даже вес целого автомобиля. Материал изготавливают из любого вещества, начиная от диоксида кремния и заканчивая оксидами различных металлов.
Причудливая структура аэрогеля делает его невероятно сильным и отличным изолятором. Но есть и минус – хрупкость и негибкость, который ученые планируют исправить в ближайшие годы.
И пятый тип материалов – метаматериалы, по-разному рассеивающие свет. В чем их плюс? В том, что предметы, изготовленные из метаматериалов, могут быть невидимыми. Вспомните мантию-невидимку из «Гарри Поттера» — это уже реальность!
Метаматериалы рассеивают микроволны, радиоволны и лучи Т-типа, находящихся в спектре между инфракрасным светом и микроволнами. В дальнейшем материалы могут найти применение в медицине и сфере безопасности, их возможности буквально бесконечны. Дело только за разработчиками!
(По материалам сайта positime.ru)
Свежие комментарии