Lidé vždy hledali příležitost k vytvoření nejkvalitnějších a funkčních materiálů. Denis Yushin, autor vědecko-fantastického blogu Science & Future v Yandex.Den, hovoří o materiálech, které změní svět.
Graphene
Nejslibnějším materiálem budoucnosti je grafen, dvourozměrná uhlíková modifikace sestávající z mřížky z plochého krystalu o tloušťce jednoho atomu. Mřížka grafenového krystalu je rovina tvořená hexagonálními buňkami.
Na jedné straně jsou všechny neuvěřitelné teoretické vlastnosti grafenu omezeny skutečností, že vědci dosud nebyli schopni získat ideální dvourozměrný film ve volném stavu kvůli jeho termodynamické nestabilitě. Grafen má však jedinečnou elektrickou vodivost, což z něj činí vynikající náhradu za křemík.
To vytvoří ještě více miniaturních elektronických zařízení. Kromě toho je grafen ideální pro ukládání energie v palivových článcích, pro použití v optice, vytváření flexibilních displejů a dokonce i pro čištění kapalin, protože grafenový film prochází molekulami vody a zachycuje další látky.
Aby bylo možné využít většinu jedinečných vlastností grafenu, není nutné jej používat v dokonalé formě. Pokud se v grafenovém filmu objeví defekty, může existovat ve formě nanotrubic. Složené materiály, zdroje proudu, rozhraní neurokomputerů a bionika (například umělé svaly) - použití nanotrubic prakticky neexistuje.
Dokonce i notoricky známý „kosmický výtah“ lze postavit díky uhlíkovým nanotrubicím, protože teoreticky jednostěnná nanotrubice o délce několika kilometrů vydrží hmotnost až do tuny na milimetr čtvereční.
Vantabalck
Britská společnost Surrey Nanosystems vyvinula materiál, který dokáže absorbovat až 99,965% dopadajícího světla, což z něj činí nejčernější materiál na světě. Jeho název je vhodný - Vantabalck.
Takovou úžasnou vlastnost lze vysvětlit skutečností, že je tvořena uhlíkovými nanotrubicemi, které jsou tak malé, že mezi nimi fotony prostě nemohou projít.
Zdá se, jak může být nejčernější materiál užitečný? Pomáhá zabránit rozptylu světla, které lze použít v dalekohledech. Vantabalck může výrazně zlepšit kvalitu infračervených kamer. Může být použit k vytvoření systémů tepelné ochrany.
Schopnost materiálu absorbovat různé záření otevírá vyhlídku na vytvoření nejlehčích a nejodolnějších povlaků kosmických lodí, které chrání před zářením.
Je zajímavé, že specialisté Surrey Nanosystems mají zakázáno diskutovat s novináři o vyhlídkách na vojenské použití Vantabalcku a odpovídají na otázku nákladů stručně: „je to velmi drahé.“ Ale alespoň Vantablack ve vojenském poli může být použit k vytvoření „maskování teploty“.
Graphene Airgel
V posledním desetiletí se aerogely, vyvinuté jako třída materiálů již v roce 1931, začaly věnovat mnohem více pozornosti. I zde se bez uhlíku neobešlo.V roce 2011 byl na základě vícevrstvých uhlíkových nanotrubic vytvořen aerogel s hustotou 4 mg / cm3. Téměř každý rok se objevily aerogely s nižší hustotou a dnes je nejlehčí materiál grafenový aerogel, jehož hustota je pouze 0,16 mg / cm3.
Materiál získaný odborníky má překvapivě extrémně vysokou pevnost a pružnost. Po kompresi se rychle vrátí do formuláře. Během jedné sekundy dokáže absorbovat až 68 gramů organických sloučenin. Aerogel zároveň drží látky, které nejsou rozpustné ve vodě, až do 900násobku své vlastní hmotnosti.
Například v případě katastrofy, například úniku ropy, bude možné nejen to všechno shromáždit z hladiny vody, ale také prakticky nic ztratit, jednoduše vytlačením z aerogelu.
Kromě toho může být aerogel použit jako izolační materiál, v systémech skladování energie pro katalyzování reakcí a jako plnivo pro složené kompozitní materiály.
Willow glass
Každý ví o nárazuvzdorném skle Gorilla Glass, ale co flexibilní sklo, které má stejné pevnostní vlastnosti? Meet Willow Glass - s tloušťkou pouhých 100 mikronů (tloušťka plechu A4) zůstala odolná vůči mechanickému poškození na úrovni goril.
Nejviditelnější aplikací pro něj je vytvoření flexibilních smartphonů, ale tato myšlenka není tak populární. Mluvíme však o flexibilním a velmi odolném skle, takže s jeho použitím nebudou žádné problémy. Vývojová společnost říká, že v budoucnu bude jejich produkt široce využíván při výrobě například osvětlovacích zařízení nebo dokonce solárních panelů.
Absolutně všechno, co nás obklopuje, sestává z široké škály materiálů a zdálo by se, proč by se měly vytvářet nové, pokud už je tam všechno? Odpověď je zřejmá: musíme se starat o životní prostředí, pochopit, že zdroje nejsou neomezené, rozvíjet oceán a nové světy a jen zlepšovat život všem na Zemi. Nové materiály jsou vždy nové příležitosti pro další rozvoj.