Пять перспективных материалов, которые будут использоваться в гаджетах и девайсах через 10 лет
В течение многих столетий люди повсеместно использовали только природные материалы. Однако все возрастающие потребности человечества заставили ученых искать новые вещества с более полезными и эффективными свойствами. Какими будут вещества и материалы будущего?
Графен
Пожалуй, самым перспективным материалом, который будет использоваться в технике будущего, является графен. С теоретической точки зрения, в нем нет ничего сложного - это всего лишь слой углерода толщиной в один атом. Десятилетиями ученые и инженеры рассуждали о том, какие преимущества возможны при использовании графена, но лишь несколько лет назад удалось его получить.
Случилось это практически случайно. Ученые из Университета Манчестера Андрей Гейм и Константин Новоселов сначала в качестве забавы решили исследовать куски обычного скотча, который используется в виде подложки для графита при работе с туннельным микроскопом. Используя клейкую ленту, они начали отлеплять углерод слой за слоем и в итоге получили то, что до этого считалось невозможным, - идеально ровный слой углерода толщиной в один атом, то есть графен.
Ожидает, что графен станет основой для техники будущего. Ведь электроны в нем передвигаются в сотни раз быстрее, чем в кремнии, а это позволит делать совершенно миниатюрные и производительные микросхемы.
Графен можно использовать для хранения энергии в аккумуляторах и прочих топливных элементах, а также в оптике, создании гибких дисплеев и даже в очистке жидкостей - графеновая пленка, как оказалось, пропускает молекулы воды и задерживает все остальное. Наиболее оптимистически настроенные ученые и инженеры заявляют о возможной "графеновой революции". Но произойдет это не раньше, чем через 10 лет.
Vantabalck
Разработанный британской компанией Surrey Nanosystems материал с названием Vantabalck называют "самым темным материалом на Земле". Дело в том, что он поглощает около 99,96% попадающего на него света, что приближается к параметрам Черных дыр.
Vantabalck состоит из графитовых нанотрубок, каждая из которых примерно в 10 тысяч раз тоньше человеческого волоса. Их диаметр настолько мал, что фотоны света банально не могут просочиться между ними, а это дает огромное количество возможностей при использовании данного материала в технике.
Создатели Vantabalck уже ожидают, что их детище будут использовать для поглощения сторонних источников света в оптических приборах, к примеру, в телескопах. Перспективным видится применение данного материала в системах тепловой защиты, а также в электронике. Но в компании Surrey Nanosystems заявили, что они ни в коем случае не будут сотрудничать со структурами из оборонной промышленности.
Графеновый аэрогель
Пока одни ученые учатся создавать в промышленных объемах слой углерода толщиной в один атом, другие пытаются превратить графен снова в объемную структуру, но чтобы он при этом не терял свои функции. Так и получился графеновый аэрогель - самый легкий в мире материал.
Плотность этого аэрогеля составляет всего 0.16 мГ/см3, что позволяет ему по данному показателю находиться между газообразным гелием и газообразным водородом. Но графеновый аэрогель является не газом, а пористой структурой с уникальными данными.
Всего один грамм графенового аэрогеля может за секунду поглотить 68,8 грамма не растворяемой в воде жидкости. А это позволяет использовать его, к примеру, при сборе нефти после аварий на танкерах или добывающих платформах.
Возможно применение графенового аэрогеля также в системах аккумулирования энергии в качестве катализатора некоторых реакций и наполнителя для сложных композитных материалов.
Willow Glass
Willow Glass - это один из перспективных вариантов знаменитого стекла Gorilla Glass, которое в последние годы активно применяется при создании экранов мобильных устройств. Сохранив все преимущества "гориллы", в частности, хорошую сопротивляемость к царапинам и ударам, новый его вариант получит совершенно новые возможности, а именно - сгибаемость.
Продемонстрированные экземпляры стекла Willow Glass можно сгибать в разные стороны, но оно не потеряет свою прочность и функциональность. При этом толщина материала вполне сравнима с толщиной листа бумаги формата А4.
Ожидается, что мобильные устройства в самом недалеком будущем станут гибкими. А Willow Glass - это именно то стекло, на основе которого будут создаваться их экраны.
Starlite
Starlite - это один из самых загадочных и, одновременно, перспективных материалов современности. Его создал более двадцати лет назад британский химик-любитель Морис Уорд, но с тех пор, благодаря жадности изобретателя, этот пластик так и не был запущен в массовое производство. А зря.
Ведь Starlite обладает уникальными физическими свойствами. Сам Уорд утверждал, что этот пластик может выдержать практически любой нагрев вплоть до температуры атомного взрыва. Последнее не доказано, но паяльную лампу с ее 1000 градусов по Цельсию этот материал легко выдерживает.
Starlite можно было бы использовать при производстве защитных костюмов для спасателей, в строительстве, автомобильной, авиационной и даже космической промышленности - другие ученые не смогли даже близко приблизиться к характеристикам Starlite. Но Морис Уорд после первой демонстрации Starlite по телевидению в 1990 году более двадцати лет отказывал заинтересованным сторонам в подписании контракта. В 2011 изобретатель умер, и дальнейшая судьба его детища находится под огромным вопросом.
