Le persone sono sempre state alla ricerca dell'opportunità di creare materiali di alta qualità e funzionali. Denis Yushin, autore del famoso blog scientifico e blog Science & Future di Yandex.Den, parla di materiali che cambieranno il mondo.
Grafene
Il materiale più promettente del futuro è il grafene, una modifica di carbonio bidimensionale costituita da un reticolo cristallino piatto di uno spessore di atomo. Il reticolo cristallino di grafene è un piano costituito da cellule esagonali.
Da un lato, tutte le incredibili proprietà teoriche del grafene sono limitate dal fatto che gli scienziati non sono ancora stati in grado di ottenere un film bidimensionale ideale in uno stato libero a causa della sua instabilità termodinamica. Tuttavia, il grafene ha una conduttività elettrica unica, che lo rende un eccellente sostituto del silicio.
Ciò creerà ancora più dispositivi elettronici in miniatura. Inoltre, il grafene è ideale per immagazzinare energia nelle celle a combustibile, per l'uso nell'ottica, creando display flessibili e persino per la pulizia di liquidi, perché un film di grafene passa molecole d'acqua, intrappolando altre sostanze.
Per sfruttare la maggior parte delle proprietà uniche del grafene, non è necessario applicarlo in forma perfetta. Se nel film di grafene compaiono difetti, può esistere sotto forma di nanotubi. Materiali compositi, fonti attuali, interfacce neurocomputer e bionici (ad esempio muscoli artificiali) - praticamente non ci sono restrizioni sull'uso dei nanotubi.
Anche il famigerato "ascensore spaziale" può essere costruito grazie ai nanotubi di carbonio, perché teoricamente un nanotubo a parete singola di diversi chilometri può sopportare un peso fino a una tonnellata per millimetro quadrato.
Vantabalck
La società britannica Surrey Nanosystems ha sviluppato un materiale in grado di assorbire fino al 99,965% della luce incidente, rendendolo il materiale più nero del mondo. Il suo nome è appropriato - Vantabalck.
Questa straordinaria proprietà è spiegata dal fatto che è formata da nanotubi di carbonio, che sono così piccoli che i fotoni semplicemente non possono passare tra di loro.
Sembrerebbe, come può essere utile il materiale più nero? Aiuta a prevenire la dispersione della luce, che può essere utilizzata nei telescopi. Vantabalck può migliorare significativamente la qualità delle telecamere a infrarossi. Può essere utilizzato per creare sistemi di protezione termica.
La capacità di un materiale di assorbire varie radiazioni apre la prospettiva di creare i rivestimenti più leggeri e resistenti dei veicoli spaziali che proteggono dalle radiazioni.
È interessante notare che agli specialisti del Surrey Nanosystems è vietato discutere con i giornalisti le prospettive dell'uso militare di Vantabalck e che rispondono alla questione del costo nel modo più breve possibile: "è molto costoso". Ma Vantablack nella sfera militare, come minimo, può essere usato per creare un "camuffamento della temperatura".
Aerogel di grafene
Nell'ultimo decennio, gli aerogel, sviluppati come una classe di materiali nel lontano 1931, hanno iniziato a prestare molta più attenzione. Anche qui non poteva fare a meno del carbonio.Nel 2011, è stato creato un aerogel con una densità di 4 mg / cm3 sulla base di nanotubi di carbonio multistrato. Quasi ogni anno compaiono aerogel con una densità inferiore e oggi il materiale più leggero è l'aerogel di grafene, la cui densità è solo 0,16 mg / cm3.
Sorprendentemente, il materiale ottenuto dagli specialisti ha una resistenza ed elasticità estremamente elevate. Restituisce la forma il più rapidamente possibile dopo la compressione. In un secondo è in grado di assorbire fino a 68 grammi di composti organici. Allo stesso tempo, l'aerogel contiene sostanze che non sono solubili in acqua fino a 900 volte il suo peso.
Pertanto, in caso di catastrofe, ad esempio una fuoriuscita di petrolio, sarà possibile non solo raccogliere tutto dalla superficie dell'acqua, ma anche perdere praticamente nulla, semplicemente estraendolo da un aerogel.
Inoltre, l'aerogel può essere utilizzato come materiale isolante, nei sistemi di accumulo di energia per catalizzare reazioni e come riempitivo per materiali compositi complessi.
Vetro di salice
Tutti conoscono il vetro antiurto Gorilla Glass, ma che dire del vetro flessibile che ha le stesse proprietà di resistenza? Incontra Willow Glass: con uno spessore di soli 100 micron (foglio A4), è rimasto resistente ai danni meccanici a livello di gorilla.
L'applicazione più ovvia per lui è la creazione di smartphone flessibili, ma questa idea non è così popolare. Ma stiamo parlando di un vetro flessibile e molto resistente, in modo che non ci siano problemi con il suo utilizzo. La società di sviluppo afferma che in futuro il loro prodotto sarà ampiamente utilizzato nella creazione, ad esempio, di apparecchi di illuminazione o persino di pannelli solari.
Assolutamente tutto ciò che ci circonda è costituito da una grande varietà di materiali e, sembrerebbe, perché crearne di nuovi se tutto è già lì? La risposta è ovvia: dobbiamo preoccuparci dell'ambiente, capire che le risorse non sono illimitate, sviluppare l'oceano e i nuovi mondi e rendere la vita migliore a tutti sulla Terra. I nuovi materiali sono sempre nuove opportunità per un ulteriore sviluppo.