5 новых материалов, которые изменят нашу жизнь
“Широко распростирает химия руки свои в дела человеческие”- сказал М. Ломоносов почти три века назад и подчеркнул, что для успеха химической науки “требуется весьма искусный химик и глубокий математик в одном человеке…“.
Ученые открывают и изобретают новые материалы и соединения едва ли не еженедельно, но до большинства из них нам нет никакого дела. Они применяются только в узкоспециализированных индустриях, в то время как почти все окружающиеся нас предметы сделаны примерно из того же, что и десятилетия назад.
Но вот пять материалов, изобретенных за последний год: из них можно сделать не только роботов и скафандры, но и те вещи, которыми все пользуются каждый день.
Самый мощный магнит MRG — сплав из марганца, рутения и галлия
Из неодимовых магнитов — сплава железа, бора и собственно неодима — сделаны многие накопители информации.
По словам Майкла Коуина, ирландского физика-экспериментатора, этот сплав может полностью изменить наше представление о хранении цифровых данных. Ученый утверждает, что на основе MRG можно сделать жесткий диск, который не будет ограничен понятиями «объем» и «скорость». Хранилище любого компьютера станет бесконечным, а данные будут перемещаться мгновенно. Но это конечная цель, а промежуточным результатом станут куда более дешевые, быстрые и вместительные HDD, которые будут реже ломаться.
Что можно из него сделать?
Носитель с мгновенной, незаметной передачей данных
Дешевый и надежный жесткий диск на десятки и сотни терабайт
Хранилища с бесконечной вместительностью
Кристаллический материал, состоящий из игольчатых конусов
Ученые из Технологического института Карлсруэ описали свое изобретение, обнародованное в июне 2014 года, как «состоящий из игольчатых конусов кристаллический материал, структурированный с точностью меньше микрона». Говоря чуть проще: это состав, который поглощает любую форму под собой. Под тончайшим слоем этого покрытия вы не можете почувствовать никаких предметов; даже приборам для измерения обратной силы не удается их засечь.
Изобретатели приводят в пример сказку о принцессе на горошине. Принцесса может почувствовать неудобство даже под толстыми матрасами. Нанопокрытие — это такой матрас, из-под которого ничего не выпирает, и вы ничего из находящегося под ним не чувствуете.
Что можно из него сделать?
Ковер, под которым исчезают провода
Эластомер, реагирующий на флуоресцентное структурирование
В сентябре 2014 года ученые из Массачусетского технологического института описали принцип работы «эластомера, электро-механо-химически реагирующего на флуоресцентное структурирование». За такой сложной формулировкой скрывается материал-хамелеон, реагирующий на определенные внешние явления (как естественные, так и искусственные) изменением цвета и текстуры. По сути, в MIT создали синтетику, работающую по принципу кожи осьминога. Похожие материалы уже разрабатывались под военные нужды, но, по словам ученых, из нового вещества можно делать не только камуфляж, но и одежду и предметы интерьера, а на что именно будет реагировать «осьминожья» ткань, не так уж и важно.
Что можно из него сделать?
Шторы, которые меняются в зависимости от погоды за окном
Обои, которые синхронизируются с вашим пульсом
Камуфляжная одежда, маскирующаяся под окружающую среду
Легкий, прочный и перерабатываемый полимер, который самовосстанавливается
В мае 2014 года ученые из исследовательского центра компании IBM в Сан-Хосе объявили, что им удалось получить совершенно новый тип полимера, во всём превосходящий все существующие вариации. Он легкий, гораздо прочнее кости и устойчивый к растворителям, а изделия на его основе годятся для переработки.
Новый материал удалось получить благодаря так называемой вычислительной химии. При помощи лабораторных экспериментов ученые определили желаемые свойства материала, а затем в дело вступил компьютер, который высчитал, как именно мономерные звенья должны сложиться в цепочку, чтобы дать нужный эффект. Получившееся вещество, что особенно важно, может самовосстанавливаться: цепочка достраивает сама себя, устраняя небольшие повреждения. По словам Джеймса Хедрика, специалиста по органическим материалам из IBM Research, производить предметы с использованием новых полимеров будет даже дешевле, чем раньше, а сфера их применения не менее обширна: машиностроение, текстильная и пищевая промышленность, компьютерные технологии, строительство и многие другие отрасли.
Что можно из него сделать?
Полиэтиленовый пакет, на котором дырки затягиваются сами по себе
Комплектующие для PC, которые можно перерабатывать
Транспортные средства, выдерживающие любые условия
Материал из перовскита, излучающий свет
Солнечные батареи преобразуют солнечную энергию в электрический ток. Физик Сум Цзы Цзянь из Наньянского технологического университета в Сингапуре уверяет, что вдобавок к этому они могут излучать свет самостоятельно, без дополнительного прибора, дающего свет за счет электричества. Для этого батарею нужно строить из специального клеточного материала на основе редкого минерала перовскита. Материал и его свойства открылись случайно: Сум Цзы Цзянь во время экспериментов над перовскитом попросил коллегу посветить на минеральный гибрид лазером.
Микроскопические батареи можно даже настроить на излучение разных цветов, собирая из них, как из пикселей, цельное изображение. Таким образом, из нового материала можно делать экологически безопасные дисплеи и даже выстраивать целые энергосберегающие системы. Сум Цзы Цзянь предлагает представить торговый центр, который в течение дня собирает солнечную энергию, а ночью использует ее для показа рекламы на больших экранах, и всё это — только за счет самих батарей, без дополнительных ламп. По словам ученого, хоть перовскит и считается сравнительно редким минералом, новые солнечные батареи не будут слишком дорогими в производстве.
Что можно из него сделать?
Телевизор, который добывает себе электричество
Торговый центр, накапливающий солнечную энергию
Системы, экономящие электричество дома