Elektronické textílie
Ak sa opäť stretneme v roku 2020, naše oblečenie bude pravdepodobne vyrobené z elektronických textílií. Prečo nosiť toľko modulov gadget, ktoré sa dajú ľahko stratiť, keď môžeme prenášať svoje počítače? Vytvoríme oblečenie, na ktorého povrchu bude video podľa nášho výberu neustále premietané (pokiaľ ho už nebudeme unavení do tej miery, že ho musíme vypnúť). Len si predstavte, aké by to bolo mať na sebe dlhú pláštenku s displejom neustále ukazujúcim nočnú oblohu v reálnom čase. Bude možné hovoriť „telefónom“jednoduchým gesto ruky, ktoré aktivuje elektroniku na klope bundy, a potom len premýšľať o tom, čo by sme chceli povedať (zvyšok prevezme špeciálne rozhranie). Možnosti elektronických textílií sú skutočne nekonečné.
Amorfné kovy
Amorfné kovy, tiež nazývané kovové sklo, sa skladajú z molekúl kovu s neusporiadanou atómovou štruktúrou. Môžu byť dvakrát také silné ako oceľ. Vďaka svojej neusporiadanej štruktúre dokážu rozložiť dopad vonkajšej energie efektívnejšie ako kryštalická mriežka kovu, ktorý má zraniteľné miesta. Amorfné kovy sa vyrábajú ultrarýchlym ochladením roztavených kovov predtým, ako sa môžu znova vyrovnať do svojich predchádzajúcich kryštalických štruktúr.
Amorfné kovy sa môžu stať ďalšou generáciou brnenia pre vojenské vybavenie skôr, ako budú v polovici storočia nahradené „diamantmi“, nanomateriálmi, v ktorých sú atómy uhlíka navzájom spojené rovnakým spôsobom ako vo fragmentoch kryštálovej mriežky diamantu. Z hľadiska životného prostredia majú amorfné kovy vlastnosti, ktoré zvyšujú účinnosť elektrických sietí až o 40 percent, čím sa zabraňuje uvoľňovaniu tisícov ton znečisťujúcich látok do atmosféry.
Propagačné video:
Umelé diamanty
Začíname pokryť čoraz viac umelo pestované diamanty pomocou chemického nanášania pár, ktoré ohlasuje čas, keď budú z tohto materiálu vyrobené všetky časti stroja. Diamant je ideálny konštrukčný materiál: má obrovskú pevnosť, ale zároveň je ľahký, je vyrobený z bežne dostupného prvku, uhlíka. Vyznačuje sa takými vlastnosťami, ako je takmer maximálna možná tepelná vodivosť a najvyššia žiaruvzdornosť medzi všetkými materiálmi. Zavedením minimálneho množstva nečistôt môžete získať diamant takmer akejkoľvek farby, akú si viete predstaviť. Predstavte si lietadlo, v ktorom sú stovky tisíc pohyblivých častí vytvorené z dokonale rezaných diamantových častí. Takýto stroj bude rovnako výkonný ako akýkoľvek moderný bojový prúd,Koľko je súčasný F-22 lepší ako Fokker Dr. Ja vydanie z roku 1917.
Aerogels
Airgel zaberá 15 strán Guinessovej knihy rekordov, viac ako akýkoľvek existujúci materiál. Niektorí to nazývajú „zamrznutý dym“. Tento skutočne nepochopiteľný materiál sa vyrába superkritickým sušením tekutých gélov pozostávajúcich z oxidov hliníka, kremíka, chrómu, cínu alebo uhlíka. Je to 99,8 percenta prázdna, čo spôsobuje, že aerogél je priesvitný. Je to fantastický izolátor: ak máte vzduchový štít, môžete sa ľahko chrániť pred prúdom plameňa pred plameňometom. Zastaví sa tak chladno ako teplo. Z aerogelu je celkom možné postaviť na Mesiaci teplý dom. Aerogely majú neuveriteľnú povrchovú plochu vďaka svojej vnútornej pórovitej štruktúre: kocka aerogélu s bočnou stranou 2,5 centimetrov má celkovú povrchovú plochu ekvivalentnú futbalovému ihrisku. Napriek svojej nízkej pevnosti sa aerogély kvôli svojim izolačným vlastnostiam považujú za potenciálnu súčasť vojenského brnenia.
Uhlíkové nano rúrky
Uhlíkové nanorúrky sú dlhé reťazce molekúl uhlíka spojené najsilnejšou možnou chemickou väzbou, väzba sp2 prevyšuje dokonca tú, ktorá spája molekuly uhlíka v diamantu. Uhlíkové nanorúrky majú početné úžasné fyzikálne vlastnosti, vrátane takzvanej balistickej vodivosti, ktorá ich robí ideálnymi pre použitie v elektronike, a tak vysokú pevnosť v ťahu, že sú jedinou látkou, ktorú je možné použiť na vytvorenie kozmického výťahu. Merná sila uhlíkových nanorúrok je 48 000 kNm / kg, čo je najvyššia hodnota zo všetkých známych materiálov. Oproti tomu má oceľ s vysokým obsahom uhlíka faktor pevnosti 154 kNm / kg, čo znamená, že uhlíkové nanorúrky sú 300-krát silnejšie. Môžu byť použité na stavbu veží vysokých niekoľko kilometrov.
metamateriály
Metamateriál je akýkoľvek materiál, ktorého vlastnosti nie sú určené ani tak vlastnosťami jeho podstatných prvkov, ako umelo vytvorenou periodickou štruktúrou. Môžu sa použiť na vytvorenie mikrovlného neviditeľného plášťa, 2D neviditeľného štítu a materiálov s inými neobvyklými optickými vlastnosťami. Perleťová maska získala svoju dúhovú farbu vďaka organickým metamateriálom. Niektoré majú negatívny index lomu, čo je optická vlastnosť, ktorú je možné použiť na vytvorenie „super šošoviek“s optickým rozlíšením menším ako je vlnová dĺžka žiarenia, ktoré vytvára obraz! Táto technológia sa nazýva intrascopy subwavelength intrascopy. Metamateriály sa budú používať v optických zariadeniach s fázovým usporiadaním,schopné vytvárať perfektné hologramy na dvojrozmernom displeji. Tieto hologramy môžu byť také dokonalé, že človek, ktorý stojí 15 centimetrov od obrazovky a díva sa do diaľky ďalekohľadom, si ani nevšimne, že ide o hologram.
Kovová pena
Kovová pena je to, čo získate, keď pridáte penivý materiál, prášok hydridu titánu, do roztaveného hliníka a potom ho schladíte. Výsledkom je mimoriadne silná štruktúra, zatiaľ čo relatívne ľahká vďaka skutočnosti, že ide o 75 až 95 percent vzduchu. Kovové peny sa kvôli svojej nezvyčajne nízkej hustote majú používať ako stavebné materiály v vesmírnych kolóniách. Niektoré kovové peny sú také ľahké, že sa môžu vznášať na hladine vody, čo ich robí ideálnymi pre stavbu plávajúcich miest, ako sú tie, ktoré opísal Marshall Savage vo svojej slávnej knihe The Millennium Project.
superzliatin
Superzliatina je termín používaný pre kovy, ktoré môžu fungovať pri extrémne vysokých teplotách až do 1100 ° C. Sú populárne ako materiál pre prehriate zóny turbín raketového motora. Používajú sa tiež na výrobu najmodernejších priedušných štruktúr, ako sú napríklad nadzvukové lietadlá s tryskami. Keď lietame cez oblohu na nadzvukovej vložke, musíme pamätať na to, že tejto príležitosti dlhujeme superzliatiny.
Priehľadný oxid hlinitý
Transparentný korund (oxid hlinitý) je trikrát silnejší ako oceľ a napriek tomu prepúšťa svetlo. Počet možných aplikácií tohto materiálu je úžasný. Predstavte si mrakodrap alebo celé mesto, vyrobené väčšinou z priehľadnej ocele. Obzor budúcnosti môže vyzerať úplne inak: nebude to monolit, ale zhluk bodov plávajúcich vo vzduchu (nepriehľadné obytné a iné priestory). Obrovská vesmírna stanica postavená z priehľadného oxidu hlinitého sa môže plaviť po nízkej obežnej dráhe Zeme bez vytvorenia nepríjemného čierneho bodu, keď letí nad hlavou ľudí. Mimochodom, z toho môžete konečne vyrobiť skutočné priehľadné meče!
Umelo pestované fullerény
Diamanty sú, samozrejme, veľmi silné, ale agregované diamantové nanorúrky (nazývané amorfný fullerén) sú stále silnejšie. Amorfný fullerén má izotermálny objemový modul 491 Gigapascal (GPa), ktorý je vyšší ako v prípade diamantu - 442 GPa. Na obrázku môžete vidieť, že štruktúra fullerénu v nanomateriáli mu dodáva krásny dúhový vzhľad. Fulerény môžu byť oveľa silnejšie ako diamanty, ale je to veľmi energeticky náročné. Po "diamantovom veku" určite vstúpime do "fullerénového veku" a naše technológie budú ešte pokročilejšie.