Матеріали майбутнього здатні перевернути уявлення про метали та інші речовини.
Протягом багатьох століть люди використовували тільки природні матеріали. Однак всі зростаючі потреби людства змусили вчених шукати нові речовини з більш корисними та ефективними властивостями. Якими будуть речовини і матеріали майбутнього?
Графен
Мабуть, найперспективнішим матеріалом, який буде використовуватися в техніці майбутнього, є графен. З теоретичної точки зору, в ньому немає нічого складного – це всього лише шар вуглецю товщиною в один атом. Десятиліттями вчені та інженери міркували про те, які переваги можливі при використанні графена, але лише кілька років тому вдалося його отримати.
Сталося це практично випадково. Вчені з Університету Манчестера Андрій Гейм і Костянтин Новосьолов спочатку в якості забави вирішили дослідити шматки звичайного скотчу, який використовується у вигляді підкладки для графіту при роботі з тунельним мікроскопом. Використовуючи клейку стрічку, вони почали знімати вуглець шар за шаром і в підсумку отримали те, що до цього вважалося неможливим, – ідеально рівний шар вуглецю товщиною в один атом, тобто графен.
Очікується, що графен стане основою для техніки майбутнього. Адже електрони в ньому пересуваються в сотні разів швидше, ніж в кремнії, а це дозволить робити абсолютно мініатюрні і продуктивні мікросхеми.
Графен можна використовувати для зберігання енергії в акумуляторах та інших паливних елементах, а також в оптиці, створенні гнучких дисплеїв і навіть в очищенні рідин – графенова плівка, як виявилося, пропускає молекули води і затримує все інше. Найбільш оптимістично налаштовані вчені та інженери заявляють про можливу "графенову революцію". Але станеться це не раніше, ніж через 10 років.
Vantabalck
Розроблений британською компанією Surrey Nanosystems матеріал з назвою Vantabalck називають "найтемнішим матеріалом на Землі". Справа в тому, що він поглинає близько 99,96% світла, що наближається до параметрів Черних дір.
Vantabalck складається з графітових нанотрубок, кожна з яких приблизно в 10 тисяч разів тонша людської волосини. Їх діаметр настільки малий, що фотони світла банально не можуть просочитися між ними, а це дає величезну кількість можливостей при використанні даного матеріалу в техніці.
Творці Vantabalck вже очікують, що їх дітище використовуватимуть для поглинання сторонніх джерел світла в оптичних приладах, наприклад, в телескопах. Перспективним бачиться застосування даного матеріалу в системах теплового захисту, а також в електроніці. Але в компанії Surrey Nanosystems заявили, що вони в жодному разі не будуть співпрацювати зі структурами з оборонної промисловості.
Графеновий аерогель
Поки одні вчені вчаться створювати в промислових обсягах шар вуглецю товщиною в один атом, інші намагаються перетворити графен знову в об’ємну структуру, але щоб він при цьому не втрачав свої функції. Так і вийшов графеновий аерогель – найлегший у світі матеріал.
Щільність цього аерогеля складає всього 0.16 мг / см3, що дозволяє йому за даним показником перебувати між газоподібним гелієм і газоподібним воднем. Але графеновий аерогель є не газом, а пористою структурою з унікальними даними.
Всього один грам графенового аерогелю може за секунду поглинути 68,8 грама не розчиненої у воді рідини. А це дозволяє використовувати його, приміром, при зборі нафти після аварій на танкерах або видобувних платформах.
Можливе застосування графенового аерогелю також в системах акумулювання енергії в якості каталізатора деяких реакцій і наповнювача для складних композитних матеріалів.
Willow Glass
Willow Glass – це один з перспективних варіантів знаменитого скла Gorilla Glass, яке в останні роки активно застосовується при створенні екранів мобільних пристроїв.
Продемонстровані екземпляри скла Willow Glass можна згинати в різні боки, але воно не втратить свою міцність і функціональність. При цьому товщина матеріалу цілком порівнянна з товщиною аркуша паперу формату А4.
Очікується, що мобільні пристрої в недалекому майбутньому стануть гнучкими. А Willow Glass – це саме те скло, на основі якого будуть створюватися їх екрани.
Starlite
Starlite – це один з найзагадковіших і, одночасно, перспективних матеріалів сучасності. Його створив понад двадцять років тому британський хімік-любитель Моріс Уорд, але з тих пір, завдяки жадібності винахідника, цей пластик так і не був запущений у масове виробництво. А дарма.
Адже Starlite володіє унікальними фізичними властивостями. Сам Уорд стверджував, що цей пластик може витримати практично будь-яке нагрівання аж до температури атомного вибуху. Останнє не доведено, але паяльну лампу з її 1000 градусів за Цельсієм цей матеріал легко витримує.
Starlite можна було б використовувати при виробництві захисних костюмів для рятувальників, в будівництві, автомобільній, авіаційній і навіть космічній промисловості – інші вчені не змогли навіть близько наблизитися до характеристик Starlite. Але Моріс Уорд після першої демонстрації Starlite по телебаченню в 1990 році більше двадцяти років відмовляв зацікавленим сторонам у підписанні контракту. В 2011 винахідник помер, і подальша доля його дітища знаходиться під величезним питанням.