5 матеріалів майбутнього

За останні кілька років людство винайшло цілу купу різних технологій, пристроїв і гаджетів. Однак найважливішим компонентом, що ставить під сумнів саму реалізацію винаходів, на практиці є виробничий матеріал, з якого складаються ці речі і без якого неможлива реалізація тих чи інших ідей. Пропонуємо ознайомитися з добіркою з п'яти самих божевільних, недавно винайдених матеріалів, які покликані змінити майбутнє, так як їх потенціал використання і можливість застосування є практично безмежними.

Пузирчаста алюмінієва плівка

Матеріал, винайдений групою інженерів з Університету Північної Кароліни, може виявитися дуже корисним у виробництві захисного обладнання і упаковок для товарів. Для його виробництва вчені беруть лист алюмінію, прокочують по ньому шипуватий ролик, щоб створити рівномірні поглиблення, заповнюють ці поглиблення піноутворювачем на кшталт карбонату кальцію або гідрату тіната, зверху поміщають другий такий же лист, прокочують і поміщають в піч. Під впливом високої температури починається піноутворення і в підсумку на місці цих самих "бульбашок" утворюються повітряні прошарки.

Подальші виробничі випробування підтвердили, що такий метал важить на 30 відсотків менше, ніж звичайні листи, в той же час він майже 50 відсотків міцніше і набагато краще вбирає впливає на нього зовнішню енергію. Крім того, вартість виробництва подібного матеріалу не таке вже й висока, в порівнянні зі звичайним. При цьому сфери його застосування практично незліченні: починаючи від виробництва вантажних контейнерів, упаковок для тендітних речей і закінчуючи виробництвом велосипедних шоломів.

титанова піна

Шляхом з'єднання пенополиуретановой губки, титанового порошку і спеціальних сполучних компонентів у вчених з'явилася можливість створити з металу матеріал, за своєю формою нагадує губку (або піну). При його виробництві основний каркас з пінополіуретану випаровується і в результаті з титану виходить своєрідна "пінна" конструкція, яку згодом при впливі додаткової температури можна наділити потрібними властивостями і формами.

Кінцеві властивості при цьому будуть залежати від рівня пористості такий губки. Але найосновніші - її міцність і неймовірна легкість - залишаться. Посуд такий губкою, звичайно ж, не помиєш, а ось застосувати матеріал в якості виробництва штучних замінників кісток бачиться ідеальним варіантом її використання. По-перше, матеріал за своїми механічними властивостями практично ідентичний кісткової тканини, а по-друге, завдяки пористості, справжня жива кістка може в цей матеріал в буквальному сенсі врости. Загалом, реальні "Росомахи" вже зовсім скоро у вашому місті.

графеновий аерогель

Всього пару місяців тому цей матеріал вибив собі титул самого легкого матеріалу в світі. До цього пальма першості в рамках цієї властивості належала аерографіту, чия щільність становить 0,18 мг / см3. У свою чергу щільність нового розробленого графенового аерогеля становить всього 0,16 мг / см3, що нижче ніж у гелію і всього в два рази нижче, ніж у водню. Графеновий аерогель в буквальному сенсі може "плавати" в повітрі.

Аерогель був створений завдяки застосуванню лиофилизации (попередньої заморожуванню, а потім подальшої висушке в вакуумі) з'єднаних між собою вуглецевих нанотрубок і графена. В результаті вийшов неймовірно легкий матеріал, що володіє дивовижною міцністю і еластичністю. Його вбираючі властивості вражають не менше - матеріал здатний увібрати в себе різні органічні речовини в цілому в 900 разів більше його власної ваги. Коли і якщо графеновий аерогель стане більш доступним, то він відмінно впорається з роллю ізоляційного матеріалу і стане відмінним засобом для збору, наприклад, нафти, що розлилася.

Штучний павуковий шовк

Шовк є дивно міцним природним матеріалом, проте добувати його не так легко як здається. Тому японська стартап-компанія Spiber вирішила розробити спосіб виробництва синтетичної версії цього матеріалу. Компанії вдалося визначити ген фиброина, що є ключовим компонентом, який дозволяє павукам виробляти павутину.

Визначивши цей ген, компанія біоінженерних способом створила бактерію, яка може виробляти шовк неймовірно швидко. Більш того, такий підхід відкрив Spiber можливість створювати нові типи шовку за дуже короткий період часу, буквально протягом 10 днів від початку розробки і до впровадження її у виробництво. При цьому бактерія не надто вимоглива до їжі, харчується цукром, сіллю і іншими мікроелементами. Після вона виробляє спеціальний білок, який інженери компанії перемелюють в порошок, і потім вже з нього створюють матеріал, з якого можна робити не тільки нитки, але і надати взагалі будь-яку потрібну форму. Одного грама фиброина при цьому вистачає на виробництво 9 км шовкової нитки.

До 2015 року Spiber планує створити 10 метричних тонн цього чудо-матеріалу.

молекулярний суперклей

Якщо ви хоча б раз склеювали собі пальці суперклеєм, то напевно знаєте, як же боляче їх потім буде віддирати один від одного. А тепер уявіть, що ваші пальці склеїли на молекулярному рівні! Віддирати їх буде набагато болючіше. Так ось, група науковців з Оксфордського Університету, надихнувшись можливостями бактерії Streptococcus pyogenes чіплятися до інших клітин, створила на основі цього принципу новий молекулярний суперклей.

Для його виробництва вчені взяли у бактерії один вид білка, той, який відповідає за зчеплення з людськими клітинами, і на його основі придумали клей, який створює при контакті з сусідніми клітинами зв'язок на атомному рівні. Зв'язок при цьому виходить настільки міцна, що при лабораторних випробуваннях обладнання, на якому проводилися тести, зламалося швидше, ніж зміг витримати цей клей.

Тепер вченим залишається знайти спосіб з'єднання протеїнів з іншими відібраними молекулярними структурами, що дозволить створити надміцні види селективних клеїв, які не будуть склеювати наші пальці.