Elektroniskie tekstilizstrādājumi
Ja mēs atkal tiksimies 2020. gadā, mūsu drēbes, visticamāk, tiks izgatavotas no elektroniskiem audumiem. Kāpēc mums ir tik daudz sīkrīku, kurus ir tik viegli pazaudēt, ja mēs vienkārši varam pārnēsāt savus datorus? Mēs izveidosim apģērbu, uz kura virsmas tiks nepārtraukti projicēts mūsu izvēlētais video (ja vien mēs no tā nenogurstam līdz vietai, ka mums tas ir jāizslēdz). Iedomājieties, kā būtu valkāt, teiksim, garu lietusmēteli, kurā atrodas displejs, kas nepārtraukti rāda nakts debesis reālā laikā. Parunāties būs iespējams pa “tālruni”, vienkārši izdarot rokas žestu, kas aktivizē elektroniku uz žaketes atloka, un tad tikai domājot par to, ko mēs gribētu pateikt (pārējos pārņems īpašs interfeiss). Elektronisko tekstilizstrādājumu iespējas ir patiesi bezgalīgas.
Amorfie metāli
Amorfie metāli, ko sauc arī par metālisko stiklu, sastāv no metāla molekulām ar nesakārtotu atomu struktūru. Tie var būt divreiz spēcīgāki nekā tērauds. Sakarā ar to nesakārtoto struktūru, tie spēj efektīvāk sadalīt ārējās enerģijas ietekmi nekā metāla kristāla režģis, kuram ir viegli ievainojami punkti. Amorfie metāli tiek izgatavoti, īpaši ātri atdzesējot izkausētus metālus, pirms tie var atkal pielīdzināties iepriekšējām kristāliskajām struktūrām.
Amorfie metāli var kļūt par nākamās paaudzes bruņutehniku militārajam aprīkojumam, pirms gadsimta vidū tos aizstāja ar “diamondoīdiem”, nanomateriāliem, kuros oglekļa atomi ir savienoti tāpat kā dimanta kristāla režģa fragmentos. No vides viedokļa amorfiem metāliem ir īpašības, kas palielina elektrisko tīklu efektivitāti pat par 40 procentiem, tādējādi novēršot tūkstošiem tonnu piesārņotāju nokļūšanu atmosfērā.
Reklāmas video:
Mākslīgie dimanti
Mēs sākam aptvert arvien vairāk un vairāk mākslīgi audzētu dimantu, izmantojot ķīmisku nogulsnēšanos ar tvaiku, kas norāda uz laiku, kad visas mašīnu detaļas tiks izgatavotas no šī materiāla. Dimants ir ideāls strukturāls materiāls: tam ir kolosāla izturība, bet tajā pašā laikā tas ir viegls, tas ir izgatavots no plaši pieejama elementa - oglekļa. Tam raksturīgas tādas īpašības kā gandrīz maksimālā iespējamā siltumvadītspēja un visaugstākā ugunsizturība starp visiem materiāliem. Ieviešot minimālo piemaisījumu daudzumu, jūs varat iegūt gandrīz jebkuras krāsas dimantu. Iedomājieties lidmašīnu, kurā simtiem tūkstošu kustīgu detaļu ir izgatavotas no perfekti sagrieztām rombveida detaļām. Šāda mašīna būs tikpat jaudīga kā jebkura mūsdienu iznīcinātāja,cik daudz pašreizējais F-22 ir pārāks par Fokker Dr. Es 1917. gada izdevums.
Aerogels
Airgel aizņem 15 lappuses Ginesa rekordu grāmatas, vairāk nekā jebkurš esošais materiāls. Daži to sauc par "saldētiem dūmiem". Šis patiesi nesaprotamais materiāls ir izgatavots no šķidru želeju, kas sastāv no alumīnija, silīcija, hroma, alvas vai oglekļa dioksīdiem, superkritiskās žāvēšanas. Tas ir par 99,8 procentiem tukšāks, kas padara eņģeli caurspīdīgu. Tas ir fantastisks izolators: ja jums ir airgeļa vairogs, jūs varat viegli pasargāt sevi no liesmas strūklas. Tas aptur aukstumu tikpat efektīvi kā siltumu. No aerogela ir diezgan iespējams uzcelt siltu māju uz mēness. Aerogels ir neticami liels virsmas laukums, pateicoties to iekšējai porainai struktūrai: aerogela kuba, kura mala ir 2,5 centimetri, kopējā virsmas laukums ir vienāds ar futbola laukumu. Neskatoties uz zemo izturību, aerogeli to izolācijas īpašību dēļ tiek uzskatīti par potenciālu militāro bruņu sastāvdaļu.
Oglekļa nano caurules
Oglekļa nanocaurules ir garas oglekļa molekulu ķēdes, kuras savstarpēji savieno spēcīgākā iespējamā ķīmiskā saite - telpiskā sp2 saite, kas pārspēj pat to, kas savieno oglekļa molekulas dimantā. Oglekļa nanocaurulēm ir daudz pārsteidzošu fizikālo īpašību, ieskaitot tā saukto balistisko vadītspēju, kas padara tās ideālas izmantošanai elektronikā, un tik augstu stiepes izturību, ka tās ir vienīgā viela, ko var izmantot, lai izveidotu kosmosa liftu. Oglekļa nanocauruļu īpatnējais stiprums ir 48 000 kNm / kg, kas ir augstākais starp visiem zināmajiem materiāliem. Salīdzinājumam - augsta oglekļa satura tērauda stiprības koeficients ir 154 kNm / kg, kas nozīmē, ka oglekļa nanocaurules ir 300 reizes spēcīgākas. Tos var izmantot, lai izveidotu torņus vairāku kilometru augstumā.
Metamateriāli
Metamateriāls ir jebkurš materiāls, kura īpašības nosaka ne tik daudz tā sastāvdaļu īpašības, cik mākslīgi izveidota periodiska struktūra. Tos var izmantot, lai izveidotu mikroviļņu neredzamības apmetni, 2D neredzamības vairogu un materiālus ar citām neparastām optiskajām īpašībām. Pērļu māte ieguva savu mirdzošo krāsu, pateicoties organiskajiem metamateriāliem. Dažiem ir negatīvs refrakcijas koeficients, tas ir optisks īpašums, ko var izmantot, lai izveidotu "superlēcas" ar optisko izšķirtspēju, kas ir mazāka par starojuma viļņa garumu, kas rada attēlu! Šo tehnoloģiju sauc par subviļņu intraskopiju. Metamateriālus izmantos fāzētu bloku optiskajās ierīcēs,spēj radīt perfektas hologrammas divdimensiju displejā. Šīs hologrammas var būt tik perfektas, ka cilvēks, stāvot 15 centimetru attālumā no ekrāna un skatoties tālumā ar binokli, pat nepamanīs, ka tā ir hologramma.
Metāla putas
Metāla putas ir tas, ko jūs iegūstat, kad kausētam alumīnijam pievieno putojošu materiālu, titāna hidrīda pulveri un pēc tam atdzesē. Rezultāts ir ārkārtīgi spēcīga struktūra, kaut arī salīdzinoši viegla, ņemot vērā faktu, ka tas ir 75–95 procenti gaisa. Paredzēts, ka metāla putas ir neparasti zemas blīvuma dēļ kā celtniecības materiāli kosmosa kolonijās. Dažas metāla putas ir tik vieglas, ka tās var peldēt pa ūdens virsmu, padarot tās ideālas peldošu pilsētu veidošanai, piemēram, tās, kuras Marshall Savage aprakstījis savā slavenajā grāmatā “The Millennium Project”.
Supersakausējumi
Supersakausējums ir termins, ko lieto metālam, kas var darboties īpaši augstā temperatūrā līdz 1100 ° C. Tie ir populāri kā materiāls raķešu dzinēju turbīnu pārkarsētām zonām. Tos izmanto arī, lai izgatavotu modernākās elpojošās struktūras, piemēram, hiperskaņas ramjet lidmašīnas. Lidojot pāri debesīm virsskaņas līnijpārvadātājā, mums jāatceras, ka esam parādā šo iespēju virslīnijām.
Caurspīdīgs alumīnija oksīds
Caurspīdīgais korunds (alumīnija oksīds) ir trīs reizes spēcīgāks nekā tērauds, un tas tomēr izstaro gaismu. Iespējamais šo materiālu skaits ir pārsteidzošs. Iedomājieties debesskrāpi vai veselu pilsētu, kas galvenokārt izgatavota no caurspīdīga tērauda. Nākotnes horizonts var izskatīties pavisam savādāk: tas nebūs monolīts, bet gaisā peldošu punktu kopums (necaurspīdīgas dzīvojamās un citas telpas). Milzīga kosmosa stacija, kas būvēta no caurspīdīga alumīnija oksīda, var pārvietoties zemā Zemes orbītā, neradot nepatīkamu melnu vietu, kad tā lido virs cilvēku galvām. Starp citu, jūs beidzot varat no tā izgatavot īstus caurspīdīgus zobenus!
Mākslīgi audzētas fullerēnas
Dimanti, protams, ir ļoti spēcīgi, taču agregēto dimantu nanocaurules (sauktas par amorfo fullerēnu) joprojām ir spēcīgākas. Amorfā fullerēna izotermiskais tilpuma modulis ir 491 Gigapascal (GPa), kas ir lielāks nekā rombam - 442 GPa. Attēlā parādīts, ka nanolēnā fullerēna struktūra piešķir tai skaistu varavīksnes izskatu. Fulolēni var būt daudz stiprāki nekā dimanti, taču tas prasa ļoti daudz enerģijas. Pēc "Dimanta laikmeta" mēs noteikti ieiesim "Fullēna laikmetā", un mūsu tehnoloģijas kļūs vēl modernākas.