Geweldige materialen van de toekomst - lijst, functies en interessante feiten

2024 Auteur: Henry Conors | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-02-12 11:25

Hongaars natuurkundige Denes Gabor zei dat de toekomst niet kan worden voorzien, maar wel kan worden uitgevonden. En deze woorden weerspiegelen volledig de werkelijkheid.

Toekomst in ontwikkeling

Ik weet zeker dat velen van jullie de film The X-Files: The Fight for the Future uit 1998 hebben gezien. Dit is een fantasiefilm met thriller- en detective-elementen. Vandaag gaan we het ook hebben over materialen die de toekomst hebben. Ze zijn niet geclassificeerd, maar er is weinig over bekend. Omdat de reikwijdte van hun toepassing nog steeds klein is. Maar na verloop van tijd zullen deze materialen zeker voet aan de grond krijgen op de markt en op grote schaal worden gebruikt.

Lijst met materialen die we vandaag behandelen:

1. Airgel.
2. Transparant aluminium.
3. Metaalschuim.
4. Zelfherstellend beton.
5. Grafeen.
6. Willow Glass.
7. Glazen tegels.
8. Bouwmaterialen van paddenstoelen.

En laten we nu op elk van hen in meer detail stilstaan.

Airgel

Airgel is het materiaal van de toekomst dat zeer binnenkort kan worden gebruikt. Informatie hierover werd al in 2013 gepubliceerd. De ontwikkeling is het geesteskind van Chinese wetenschappers. Dit nanomateriaal heeft herhaaldelijkgenoemd in het Guinness Book of Records. Allemaal dankzij de unieke eigenschappen.

Airgel (in het Russisch vertaald als "bevroren lucht" of "bevroren rook") is ongelooflijk licht, omdat het hoofdbestanddeel lucht is. Doorschijnend, met een lichte blauwachtige tint, lijkt het op een bevroren scheerschuim. Het is 99,8% lucht, die kleine cellen vult die alleen met een microscoop kunnen worden gezien.

Airgel is gemaakt van gewone gel. Maar in plaats van een vloeibare component bevat het een gas. Met een minimale dichtheid (1000 keer minder dan de dichtheid van glas) is het zeer duurzaam. Aerogelmonsters zijn bestand tegen enkele duizenden keren hun gewicht. Het is ook een goede thermische isolator en kan worden gebruikt in ruimtetoepassingen.

Gebruiksgemak maakt het bijna universeel. Maar aerogel zal het meest worden gebruikt in de bouw, als een warmte-isolerend, vochtbestendig, betrouwbaar materiaal.

Transparant aluminium

Technologieën gaan vooruit - en nu verschijnt regelmatig informatie in de media dat wetenschappers transparant aluminium hebben gemaakt. Dit nieuwste materiaal, dat recentelijk is ontwikkeld en verkocht onder het merk ILON, bestaat uit aluminium, stikstof en zuurstof.

De belangrijkste taak van aluminiumkwarts-oxynitride is het vervangen van kogelvrij glas. Het kan echter niet alleen voor dit doel worden gebruikt. Het materiaal van de toekomst is slagvast. Zijnbijna onmogelijk om te krabben. Tegelijkertijd weegt transparant aluminium de helft van het gewicht van glas.

Vandaag is ALON in gebruik genomen. Microsoft gebruikt al metaal. Het bevindt zich in het lichaam van het "slimme horloge". Misschien zullen ooit structuren worden gemaakt van kwarts-aluminiumoxynitride. Maar alleen als de prijs van dit materiaal da alt. Toekomstige uitgaven lopen in de miljarden tenzij de kosten democratischer worden.

Metaalschuim

Dit lichtgewicht materiaal heeft het unieke vermogen om een kogel in de lucht te stoppen en het in stof te veranderen. In dit geval kan de samenstelling van het schuim variëren. Er is niet één "recept". Bijvoorbeeld door gas door gesmolten metaal te laten gaan. Of voeg titaniumhydride in poedervorm toe aan gesmolten aluminium.

Metaalschuim is een voorbeeld van de evolutie van materialen. Nu lijken ze een curiositeit, maar al snel worden ze iets gewoons en vertrouwds.

Door de aanwezigheid van luchtbellen heeft het schuim thermisch isolerende eigenschappen. Het zinkt niet in water, het is gemakkelijk te snijden. Hierdoor kunt u het gebruiken voor decoratief werk. Bovendien heeft het een natuurlijk, mooi patroon.

Het materiaal heeft akoestische eigenschappen, is bestand tegen corrosie en smelt niet, zelfs niet bij blootstelling aan zeer hoge temperaturen. Er zijn al studies uitgevoerd naar de stabiliteit ervan. Zelfs bij een temperatuur van 1482 °C oxideerde het, maar zijn sterkte en structuur bleven behouden. Lagere temperaturen hebben geen enkele invloed op het uiterlijk en de eigenschappen van het materiaal.

Zelfherstellend beton

De duurzaamheid van de opgerichte constructie tijdens de constructie van het gebouw is altijd twijfelachtig. Gewetenloze bouwers en materialen van lage kwaliteit kunnen een nieuw gebouw zeer snel vernietigen. En de restauratie ervan vereist altijd enorme financiële kosten.

Nederlandse wetenschappers hebben dit probleem opgelost. Ze creëerden zelfherstellend beton, dat levende bacteriën en calciumlactaat bevat. Stel je voor, concrete "patches" zelf! Hoe werken ze?

Bacteriën absorberen calciumlactaat en produceren kalksteen. Het vult scheuren en herstelt bijna volledig de integriteit van beton, wat aanzienlijk zal besparen op reparaties in de toekomst en de levensduur aanzienlijk zal verlengen.

Dit biobeton is gemaakt door Henk Jonkers van de Technische Universiteit Nederland. De wetenschapper en zijn team hebben 3 jaar besteed aan het maken van dit wonder. Henk zegt dat hij koos voor bacteriestaafjes die tientallen jaren zonder water en zuurstof kunnen leven. Bacteriën worden in speciale capsules geplaatst. Ze openen en "laten" bacteriën vrij wanneer water door de scheuren sijpelt. Het product is al met succes getest op het gebouw van het reddingsstation in de buurt van het meer.

Dit materiaal wordt momenteel nog niet gebruikt. En de toekomst is ongetwijfeld van hem.

Grafeen

Wetenschappers zijn ervan overtuigd dat dit materiaal de toekomst is. Hijis een laag koolstof van 1 atoom dik. Het wordt het dunste materiaal ter wereld genoemd.

Het is opmerkelijk dat grafeen per ongeluk werd verkregen - wetenschappers Andrey Geim en Konstantin Novoselov hadden gewoon plezier. Voor de lol onderzochten ze stukjes plakband, dat wordt gebruikt als ondergrond voor grafiet. Met behulp van ducttape begonnen ze de koolstof laag voor laag af te pellen. En als resultaat kregen we een perfect gelijkmatige laag koolstof van een atoom dik. In 2010 kregen wetenschappers de Nobelprijs voor deze ontdekking.

De eigenschappen van grafeen stellen ons in staat om het te beschouwen als de basis van toekomstige technische ontwikkelingen. Het is aanzienlijk sterker dan staal, waardoor de gadgets van de toekomst beter bestand zijn tegen bevestigingen. En zelfs tientallen keren zal de snelheid van toegang tot internet versnellen. Een dergelijke eigenschap zal zeker worden gewaardeerd door elke gebruiker van sociale netwerken.

Grafeen is het materiaal van de toekomst. Wetenschappers hebben onlangs een interessant feit over hem verteld. Tijdens het onderzoek werd onthuld dat tweelaags monoatomisch grafeen een uitstekend materiaal kan worden voor kogelvrije vesten - hard als een diamant, maar flexibel.

Dit materiaal heeft echter ook nadelen. Het kan het milieu en de menselijke gezondheid schaden. Grafeenverontreiniging van oppervlaktewateren kan ze giftig maken.

Vervolg onze lijst met ongelooflijke toekomstige materialen.

Willow Glass

Dit glas is geleverd door Corning, dat al een fabrikant is van een beschermende coating voor smartphones en tablets, Gorilla Glass genaamd. Dit glas staat bekend om zijn slag- en krasvastheid. Fabrikanten besloten echter verder te gaan en een nieuwe coating te ontwikkelen - Willow Glass.

Dit is glas waarvan de dikte vergelijkbaar is met de dikte van A4-papier. Dat is slechts 100 microton. Qua functionaliteit lijkt het op gewoon glas en lijkt het uiterlijk erg op plastic. Met één belangrijke toevoeging - het heeft flexibiliteit. Wilgenglas kan in verschillende richtingen worden gebogen zonder angst om zijn eigenschappen te verliezen.

Misschien gaat dit unieke glas binnenkort dienst doen als scherm voor smartphones. Naast zijn verbazingwekkende flexibiliteit is Willow Glass ook ongelooflijk goed bestand tegen hoge temperaturen, tot 500°C.

Helaas, het glas heeft niet de sterkte van Gorilla Glass en beschermt niet zo effectief tegen mechanische schade.

Glazen tegel

De glastegel is gemaakt door het Zwitserse bedrijf SolTech Energy. Dit bedrijf is opgericht in 2006. Haar activiteiten zijn gericht op het ontwikkelen van innovaties op het gebied van alternatieve energie en de beschikbaarheid daarvan voor een breed scala aan mensen. Dit is ongetwijfeld het materiaal van de toekomst.

Glazen tegel is geen absolute nieuwigheid, maar de werknemers van het bedrijf beweren dat ze het hebben verbeterd.

Van de belangrijkste voordelen van een dergelijke dekking zijn:

1. Kracht. Het materiaal doet niet onder voor zijn metalen tegenhangers.
2. Het formaat en de vorm zijn zo gekozen dat het in tweeën kan worden gebruikt met een conventionele metalen tegel.
3. Schoonheid. Glasbedekking voor het dakziet er spectaculair uit en past harmonieus bij elk gebouwontwerp.

Het principe van zijn werking is vrij eenvoudig. De zonnestralen kunnen gemakkelijk door het glas gaan. En dan blijven ze op speciale oppervlakken die zonne-energie absorberen. Deze energie kunt u naar keuze van de bewoners afvoeren - gebruiken voor verwarming of voor het elektriciteitsnet. Het grootste effect wordt bereikt wanneer het dak naar het zuiden is gedraaid.

"Mushroom" huizen

Het blijkt dat paddenstoelen een uitstekend bouwmateriaal zijn. De Amerikanen kwamen voor het eerst met dit idee.

Ecovative is opgericht door afgestudeerden van het Polytechnisch Instituut. Volgens de oprichters, Gavin McIntyre en Eben Bayer, kan uit het mycelium een grote verscheidenheid aan materiaal worden gehaald. Niet alleen voor de bouw, maar ook voor de productie van schoenen of meubels. Het mycelium is een cluster van dunne draden die de schimmel voeden met de micro-elementen die het nodig heeft. Het ontleedt organisch materiaal in de grond (verdorde gras, enz.). Tijdens dit proces komen er stoffen vrij die het substraat waarop het groeit aan elkaar plakken.

Maak op de volgende manier materiaal van paddenstoelen: verbind het mycelium en het substraat, verpak de resulterende substantie in vormen en plaats deze op een donkere plaats. Na een paar dagen lost het mycelium de draden op, alsof het de ondergrond cementeert. Tijdens drogen en warmtebehandeling wordt mycelium gedood. Het substraat wordt klaar voor gebruik. De technologie is eenvoudig maar ingenieus, waardoor paddenstoelen een van de geweldige materialen van de toekomst zijn.