Textile electronice
Dacă ne întâlnim din nou în 2020, hainele noastre vor fi, cel mai probabil, confecționate din țesături electronice. De ce să purtăm atât de multe dispozitive atât de ușor de pierdut atunci când putem doar să ne transportăm calculatoarele? Vom crea haine pe suprafața cărora va fi proiectat în mod constant videoclipul la alegere (cu excepția cazului în care ne-am săturat de el până la punctul în care trebuie să îl dezactivăm). Imaginează-ți cum ar fi să porți, să zicem, o pelerină ploaie lungă care adăpostește un afișaj care arată continuu cerul de noapte în timp real. Va fi posibil să vorbim pe „telefon”, pur și simplu făcând un gest de mână care activează electronica de pe reverul jachetei și apoi doar gândindu-ne la ce am dori să spunem (restul va fi preluat de o interfață specială). Posibilitățile textilelor electronice sunt cu adevărat interminabile.
Metalele amorfe
Metalele amorfe, numite și sticlă metalică, sunt compuse din molecule de metal cu o structură atomică dezordonată. Pot fi de două ori mai puternice decât oțelul. Datorită structurii lor dezordonate, ei sunt capabili să distribuie impactul energiei externe mai eficient decât rețeaua de cristal a unui metal, care are puncte vulnerabile. Metalele amorfe sunt obținute prin răcirea ultra-rapidă a metalelor topite înainte de a se putea re-alinia în structurile cristaline anterioare.
Metalele amorfe pot deveni următoarea generație de armuri pentru echipamente militare, înainte de a fi înlocuite la jumătatea secolului de „diamondoide”, nanomateriale în care atomii de carbon sunt legați la fel ca în fragmente din rețeaua de cristal de diamant. Din punct de vedere al mediului, metalele amorfe au proprietăți care cresc eficiența rețelelor electrice cu până la 40%, evitând astfel eliberarea a mii de tone de poluanți în atmosferă.
Video promotional:
Diamante artificiale
Începem să acoperim din ce în ce mai multe diamante cultivate artificial folosind depunerea de vapori chimici, care anunță o perioadă în care toate piesele mașinii vor fi fabricate din acest material. Diamantul este un material structural ideal: are rezistență colosală, dar în același timp este ușor, este realizat dintr-un element disponibil pe scară largă, carbonul. Se caracterizează prin astfel de proprietăți ca aproape conductibilitatea termică maximă posibilă și cea mai mare refractoritate dintre toate materialele. Prin introducerea cantității minime de impurități, puteți obține un diamant de aproape orice culoare imaginabilă. Imaginează-ți un avion în care sunt fabricate sute de mii de piese mobile din piese cu diamante tăiate perfect. O astfel de mașină va fi la fel de puternică ca orice jet de luptă modern,cât de mult este actualul F-22 superior Fokker Dr. I „număr din 1917.
aerogels
Airgel ocupă 15 pagini din Cartea Recordurilor Guinness, mai mult decât orice material existent. Unii îl numesc „fum înghețat”. Acest material cu adevărat de neînțeles este realizat prin uscarea supercritică a gelurilor lichide constând din aluminiu, siliciu, crom, staniu sau dioxizi de carbon. Este nule de 99,8 la sută, ceea ce face ca aerul să fie translucid. Este un izolator fantastic: dacă aveți un scut airgel, vă puteți proteja cu ușurință de jetul de flacără de la flacără. Se oprește la rece la fel de eficient ca și căldura. Este destul de posibil să construiți o casă caldă pe lună din airgel. Aerogelele au o suprafață incredibilă datorită structurii lor poroase interne: un cub airgel cu o latură de 2,5 cm are o suprafață totală echivalentă cu un teren de fotbal. În ciuda rezistenței lor scăzute, aerogelii sunt considerați o componentă potențială a armurilor militare datorită proprietăților lor izolatoare.
Nanotuburi de carbon
Nano-tuburile de carbon sunt lanțuri lungi de molecule de carbon legate între ele prin cea mai puternică legătură chimică posibilă, o legătură spațială sp2 care o depășește chiar și pe cea care leagă moleculele de carbon într-un diamant. Nanotuburile de carbon au numeroase proprietăți fizice uimitoare, inclusiv așa-numita conductivitate balistică, ceea ce le face ideale pentru utilizare în electronice și o rezistență atât de mare la tracțiune încât sunt singura substanță care poate fi folosită pentru a crea un elevator spațial. Rezistența specifică a nanotuburilor de carbon este de 48.000 kNm / kg, ceea ce este cel mai ridicat dintre toate materialele cunoscute. În comparație, oțelul cu conținut ridicat de carbon are un factor de rezistență de 154 kNm / kg, ceea ce înseamnă că nano-tuburile de carbon sunt de 300 de ori mai puternice. Acestea pot fi utilizate pentru a construi turnuri înălțime de câțiva kilometri.
metamaterials
Metamaterialul este orice material ale cărui proprietăți sunt determinate nu atât de proprietățile elementelor sale constitutive, cât de o structură periodică creată artificial. Acestea pot fi utilizate pentru a crea o mantie de invizibilitate cu microunde, un scut de invizibilitate 2D și materiale cu alte proprietăți optice neobișnuite. Soarele-de-perlă și-a obținut culoarea iridentă datorită metamaterialelor organice. Unii au un indice de refracție negativ, o proprietate optică care poate fi folosită pentru a crea „super-lentile” cu o rezoluție optică mai mică decât lungimea de undă a radiației care creează imaginea! Această tehnologie se numește intrascopie în lungime de sub-undă. Metamaterialele vor fi utilizate în dispozitive optice cu scădere în etape,capabil să creeze holograme perfecte pe un afișaj bidimensional. Aceste holograme pot fi atât de perfecte încât o persoană, stând la 15 centimetri de ecran și aruncând o privire la distanță cu binoclul, nici nu va observa că este o hologramă.
Spumă metalică
Spuma metalică este ceea ce obțineți atunci când adăugați un material spumant, pulbere de hidrură de titan, la aluminiu topit și apoi la răcit. Rezultatul este o structură extrem de puternică, în timp ce relativ ușoară datorită faptului că este 75-95 la sută aer. Datorită densității lor neobișnuit de scăzute, spumele metalice trebuie să fie folosite ca materiale de construcție în coloniile spațiale. Unele spume metalice sunt atât de ușoare încât plutesc pe suprafața apei, făcându-le materiale ideale pentru construirea orașelor plutitoare, precum cele descrise de Marshall Savage în celebra sa carte, The Millennium Project.
Superaliaje
Superalloy este termenul folosit pentru metal care poate funcționa la temperaturi extrem de ridicate, până la 1100 C °. Sunt populare ca materiale pentru zonele super-calde ale turbinelor cu rachete. De asemenea, sunt utilizate pentru a realiza structuri respirabile de ultimă generație, cum ar fi aeronavele hipersonice ramjet. Zburând peste cer pe o căptușeală supersonică, trebuie să ne amintim că datorăm această ocazie unor superaloane.
Oxid de aluminiu transparent
Corindonul transparent (oxid de aluminiu) este de trei ori mai puternic decât oțelul și totuși transmite lumină. Numărul de aplicații posibile pentru acest material este uimitor. Imaginați-vă un zgârie-nori sau un oraș întreg, realizat mai ales din oțel transparent. Orizontul viitorului poate arăta complet diferit: nu va fi un monolit, ci un grup de puncte care plutesc în aer (spații rezidențiale opace și alte spații). Stația spațială uriașă, construită din oxid de aluminiu transparent, poate pleca pe orbita joasă a Pământului, fără a crea o pată neagră neplăcută când zboară peste capul oamenilor. Apropo, puteți realiza în cele din urmă adevărate săbii transparente!
Fullereni crescuți artificial
Diamantele sunt, desigur, foarte puternice, dar nanotuburile de diamante agregate (numite fulleren amorf) sunt încă mai puternice. Fullerenul amorf are un modul izoterm în vrac de 491 Gigapascal (GPa), care este mai mare decât cel al diamantului - 442 GPa. În figură, puteți vedea că structura nano-scală a fullerenului îi conferă un aspect frumos de curcubeu. Fullerenele pot fi mult mai puternice decât diamantele, dar acest lucru este foarte energetic. După „Epoca Diamantului” vom intra cu siguranță în „Epoca Fullerenei” și tehnologiile noastre vor deveni și mai avansate.
