مواد مذهلة للمستقبل - قائمة وميزات وحقائق مثيرة للاهتمام

2024 مؤلف: Henry Conors | [email protected]. آخر تعديل: 2024-02-12 03:33

قال عالم الفيزياء المجري دينيس جابور إن المستقبل لا يمكن توقعه ، لكن يمكن اختراعه. وهذه الكلمات تعكس الواقع بالكامل

مستقبل في التنمية

أنا متأكد من أن العديد منكم قد شاهد فيلم 1998 The X-Files: The Fight for the Future. إنه فيلم خيالي يحتوي على عناصر إثارة وباحث. اليوم سنتحدث أيضًا عن المواد التي هي المستقبل. لم يتم تصنيفها ، ولكن لا يُعرف عنها سوى القليل. لأن نطاق تطبيقها لا يزال صغيرا. لكن بمرور الوقت ، ستكتسب هذه المواد بالتأكيد موطئ قدم في السوق وستُستخدم على نطاق واسع.

قائمة المواد التي سنغطيها اليوم:

1. ايرجيل.
2. ألومنيوم شفاف.
3. رغوة معدنية.
4. الخرسانة ذاتية الشفاء.
5. الجرافين.
6. زجاج الصفصاف.
7. بلاط زجاج
8. مواد بناء من الفطر.

والآن دعونا نتناول كل منها بمزيد من التفصيل

ايرجيل

Airgel هي مادة المستقبل التي يمكن استخدامها قريبًا جدًا. تم نشر المعلومات المتعلقة به مرة أخرى في عام 2013. التطور هو من بنات أفكار العلماء الصينيين. هذه المادة النانوية مرارا وتكراراالمذكورة في كتاب غينيس للأرقام القياسية. كل ذلك بفضل خصائصه الفريدة.

Airgel (تُرجم إلى الروسية على أنها "هواء متجمد" أو "دخان متجمد") خفيف بشكل لا يصدق ، لأن مكونه الرئيسي هو الهواء. شبه شفاف ، مع لون خفيف مزرق ، يشبه رغوة الحلاقة المجمدة. إنه هواء بنسبة 99.8٪ ، يملأ الخلايا الدقيقة التي لا يمكن رؤيتها إلا بالمجهر.

ايروجيل مصنوع من جل عادي. لكن بدلاً من المكون السائل ، فإنه يحتوي على غاز. مع حد أدنى من الكثافة (1000 مرة أقل من كثافة الزجاج) ، فهو شديد التحمل. يمكن لعينات الهيروجيل أن تتحمل عدة آلاف من وزنها. كما أنه عازل حراري جيد ويمكن استخدامه في تطبيقات الفضاء.

سهولة التشغيل تجعله عالميًا تقريبًا. لكن الهلام الهوائي سيجد أكبر استخدام في البناء ، كمادة عازلة للحرارة ومقاومة للرطوبة وموثوقة.

ألومنيوم شفاف

التقنيات تمضي قدمًا - والآن تظهر المعلومات بانتظام في وسائل الإعلام تفيد بأن العلماء صنعوا ألومنيوم شفاف. هذه المادة الأحدث ، التي تم تطويرها وبيعها مؤخرًا تحت العلامة التجارية ILON ، تتكون من الألومنيوم والنيتروجين والأكسجين.

المهمة الرئيسية لأكسينيتريد كوارتز الألومنيوم هي استبدال الزجاج المضاد للرصاص. ومع ذلك ، يمكن استخدامه ليس فقط لهذا الغرض. مادة المستقبل مقاومة للصدمات. لهيكاد يكون من المستحيل خدش. في نفس الوقت الألمنيوم الشفاف نصف وزن الزجاج

اليوم بدأ استخدام ALON. مايكروسوفت تستخدم المعدن بالفعل. إنه موجود في جسم "الساعة الذكية". ربما في يوم من الأيام ستصنع الهياكل من أوكسينيتريد الكوارتز والألومنيوم. ولكن فقط عندما ينخفض سعر هذه المادة. الإنفاق المستقبلي بالمليارات ما لم تصبح التكلفة أكثر ديمقراطية

رغوة معدنية

تتمتع هذه المادة خفيفة الوزن بقدرة فريدة على إيقاف رصاصة في الهواء وتحويلها إلى غبار. في هذه الحالة ، قد يختلف تكوين الرغوة. لا توجد "وصفة" واحدة. على سبيل المثال ، تمرير الغاز عبر المعدن المنصهر. أو إضافة مسحوق هيدريد التيتانيوم إلى الألمنيوم المصهور.

الفوم المعدني مثال على تطور المواد. الآن يبدون وكأنهم من الفضول ، لكن سرعان ما سيصبحون شيئًا عاديًا ومألوفًا.

نظرًا لوجود جيوب هوائية ، تتمتع الرغوة بخصائص عزل حراري. لا تغرق في الماء ، يمكن قطعها بسهولة. هذا يسمح لك باستخدامه في أعمال الديكور. علاوة على ذلك ، لها نمط طبيعي وجميل.

المادة لها خصائص صوتية ، ومقاومة للتآكل ولا تذوب حتى عند تعرضها لدرجات حرارة عالية جدًا. وقد تم بالفعل إجراء دراسات حول استقراره. حتى عند درجة حرارة 1482 درجة مئوية ، تتأكسد ، ولكن تم الحفاظ على قوتها وهيكلها. لا تؤثر درجات الحرارة المنخفضة على مظهر وخصائص المادة على الإطلاق.

الخرسانة ذاتية الشفاء

دائمًا ما تكون متانة الهيكل المشيد أثناء تشييد المبنى موضع شك. يمكن للبناة عديمي الضمير والمواد منخفضة الجودة تدمير مبنى جديد بسرعة كبيرة. ودائما ما يتطلب ترميمه مصاريف مالية ضخمة

العلماء الهولنديين حلوا هذه المشكلة. قاموا بإنشاء الخرسانة ذاتية الشفاء ، والتي تحتوي على البكتيريا الحية ولاكتات الكالسيوم. تخيل ، "بقع" ملموسة نفسها! كيف يعملون؟

تمتص البكتيريا لاكتات الكالسيوم وتنتج الحجر الجيري. يملأ الشقوق ويعيد سلامة الخرسانة بالكامل تقريبًا ، مما سيوفر بشكل كبير على الإصلاحات في المستقبل ويزيد بشكل كبير من عمر الخدمة.

تم إنشاء هذه الخرسانة الحيوية بواسطة Henk Jonkers من الجامعة التقنية في هولندا. أمضى العالم وفريقه 3 سنوات لصنع هذه المعجزة. يقول هينك إنه اختار قضبانًا بكتيرية يمكنها العيش لعقود بدون ماء وأكسجين. توضع البكتيريا في كبسولات خاصة. تفتح وتطلق البكتيريا عندما يتسرب الماء عبر الشقوق. تم بالفعل اختبار المنتج بنجاح على مبنى محطة الإنقاذ الواقعة بالقرب من البحيرة.

هذه المادة غير مستخدمة حاليًا حتى الآن. والمستقبل بلا شك له

الجرافين

العلماء واثقون من أن هذه المادة هي المستقبل. هوعبارة عن طبقة من ذرة الكربون 1 سميكة. يطلق عليه أنحف مادة في العالم.

من الجدير بالذكر أنه تم الحصول على الجرافين عن طريق الصدفة - كان العالمان أندريه جيم وكونستانتين نوفوسيلوف يستمتعان للتو. من أجل المتعة ، قاموا بفحص قطع من الشريط اللاصق ، والذي يستخدم كركيزة للجرافيت. بمساعدة الشريط اللاصق ، بدأوا في تقشير طبقة الكربون طبقة تلو الأخرى. ونتيجة لذلك ، حصلنا على طبقة متساوية تمامًا من الكربون بسماكة ذرة. في عام 2010 ، حصل العلماء على جائزة نوبل لهذا الاكتشاف.

تتيح لنا خصائص الجرافين اعتباره أساس التطورات التقنية المستقبلية. إنه أقوى بكثير من الفولاذ ، مما سيجعل أدوات المستقبل أكثر مقاومة للتأكيدات. بل وحتى عشرات المرات ستسرع من سرعة الوصول إلى الإنترنت. هذه الخاصية ستكون بالتأكيد موضع تقدير من قبل كل مستخدم للشبكات الاجتماعية.

الجرافين هو مادة المستقبل. أخبر العلماء مؤخرًا حقيقة مثيرة للاهتمام عنه. في سياق البحث ، تم الكشف عن أن الجرافين أحادي الذرة ثنائي الطبقة يمكن أن يصبح مادة ممتازة للدروع الواقية من الرصاص - صلبة مثل الماس ، ولكنها مرنة.

ومع ذلك ، فإن هذه المادة لها أيضًا عيوب. يمكن أن تضر البيئة وصحة الإنسان. يمكن أن يؤدي تلوث المياه السطحية بالجرافين إلى جعلها سامة.

استمرار قائمتنا للمواد المستقبلية المذهلة.

زجاج الصفصاف

تم توفير هذا الزجاج بواسطة Corning ، وهي بالفعل شركة مصنعة لطلاء واقي للهواتف الذكية والأجهزة اللوحية يسمى Gorilla Glass.هذا الزجاج معروف بمقاومته للصدمات والخدش. ومع ذلك ، قررت الشركات المصنعة المضي قدمًا في تطوير طلاء جديد - Willow Glass.

هذا زجاج ، سمكه مشابه لسمك ورق A4. هذا هو 100 ميكروتون فقط. من حيث وظيفتها ، فهي تشبه الزجاج العادي ، ومن الخارج تشبه إلى حد بعيد البلاستيك. مع إضافة واحدة مهمة - تتمتع بالمرونة. يمكن ثني زجاج الصفصاف في اتجاهات مختلفة دون الخوف من فقدان خصائصه.

ربما سيكون هذا الزجاج الفريد قريبًا بمثابة شاشة للهواتف الذكية. بالإضافة إلى مرونته المذهلة ، فإن Willow Glass مقاوم بشكل لا يصدق لدرجات الحرارة المرتفعة ، التي تصل إلى 500 درجة مئوية.

للأسف ، لا يتمتع الزجاج بقوة Gorilla Glass ولا يحمي بشكل فعال من التلف الميكانيكي.

بلاط زجاجي

تم إنشاء البلاط الزجاجي بواسطة شركة SolTech Energy السويسرية. تأسست هذه الشركة في عام 2006. تهدف أنشطتها إلى تطوير الابتكارات في مجال الطاقة البديلة وإتاحتها لمجموعة واسعة من الناس. بلا شك هذه مادة المستقبل

البلاط الزجاجي ليس حداثة مطلقة ، لكن موظفي الشركة يدعون أنهم قاموا بتحسينه.

من المزايا الرئيسية لهذه التغطية:

1. القوة. المادة ليست أدنى من نظيراتها المعدنية.
2. يتم اختيار حجمها وشكلها بحيث يمكن استخدامها في النصف مع البلاط المعدني التقليدي.
3. جمال. غطاء زجاجي للسقفيبدو مذهلاً ويمتزج بانسجام مع أي تصميم مبنى.

مبدأ عملها بسيط للغاية. يمكن لأشعة الشمس أن تمر بسهولة عبر الزجاج. وبعد ذلك يظلون على أسطح خاصة تمتص الطاقة الشمسية. يمكنك التخلص من هذه الطاقة وفقًا لتقدير السكان - استخدمها للتدفئة أو لشبكة الكهرباء. التأثير الأكبر يتحقق عندما يتجه السقف نحو الجنوب.

منازل "الفطر"

اتضح أن الفطر مادة بناء ممتازة. جاء الأمريكيون بهذه الفكرة لأول مرة.

Ecovative تأسست من قبل خريجي معهد البوليتكنيك. وفقًا لمؤسسيها ، Gavin McIntyre و Eben Bayer ، يمكن الحصول على مجموعة متنوعة من المواد من mycelium. ليس فقط للبناء ، ولكن أيضًا لإنتاج الأحذية أو الأثاث. الفطريات عبارة عن مجموعة من الخيوط الرفيعة التي تغذي الفطريات بالعناصر الدقيقة التي يحتاجها. يحلل المواد العضوية في الأرض (العشب الذاب ، إلخ). خلال هذه العملية ، تطلق المواد ، وتلتصق ببعض الركيزة التي تنمو عليها.

قم بإنشاء مادة من الفطر بالطريقة التالية: قم بتوصيل الميسليوم والركيزة ، وقم بتعبئة المادة الناتجة في أشكال وضعها في مكان مظلم. بعد بضعة أيام ، يذوب الميسيليوم الخيوط ، كما لو كان يثبت الركيزة. أثناء التجفيف والمعالجة الحرارية ، يتم قتل الفطريات. تصبح الركيزة جاهزة للاستخدام. التكنولوجيا بسيطة ولكنها بارعة ، مما يجعل الفطر أحد المواد المدهشة في المستقبل.