علم

9 مواد مثيرة للاهتمام يمكن أن تشكل المستقبل

9 مواد مثيرة للاهتمام يمكن أن تشكل المستقبل


المواد المستقبلية ليست مجرد كلمة طنانة ، إنها مجال مثير مع تطورات يمكن أن تولد ابتكارات رائعة لكل شيء من مواد البناء إلى الملابس. في هذه المقالة ، سنلقي نظرة على 9 مواد مثيرة للاهتمام يمكن أن تصبح شائعة في حياتنا. هذه القائمة بعيدة كل البعد عن كونها شاملة وليست بترتيب معين.

لا تتردد في إضافة أي اقتراحات ترغب في رؤيتها في قسم التعليقات.

ايرجيل

Airgel هي أشياء رائعة جدًا وهي تحمل بالفعل أرقامًا قياسية في كتاب غينيس للأرقام القياسية. كما يشار إليه أحيانًا باسم "الدخان المجمد". تتكون هذه المادة من المواد الهلامية السائلة المجففة فوق الحرجة من الألومينا أو الكروميا أو أكسيد القصدير أو الكربون. Airgel هو مساحة فارغة بنسبة 99.8٪ مما يجعله شبه شفاف. حسنًا ، أعلم أن معظم الأشياء هي في الواقع مساحة فارغة عندما تصل إلى المستوى الذري ، لكنك تعرف ما أعنيه! Airgel هو عازل رائع ، على سبيل المثال ، يمكنك وضع أقلام تلوين على قطعة من الهوائي والحرارة من الأسفل باستخدام موقد اللحام ، خمن ماذا ، لن تذوب!

تحتوي هذه المادة على مساحة سطح لا تصدق داخل هياكلها الكسورية الداخلية. مكعب بأبعاد 2.54 سم من هذه المادة له مساحة داخلية مكافئة لملعب كرة قدم بأكمله. مع كثافته المنخفضة جدًا ، يمكن استخدام Airgel في الدروع العسكرية المستقبلية نظرًا لخصائصه العازلة. على سبيل المثال ، يحتوي إيروجيل الجرافين على كثافة أقل من كثافة الهيليوم وهي ضعف كثافة الهيدروجين فقط0.16 مجم / سم3.

[مصدر الصورة: JovanCormac عبر ويكيميديا ​​كومنز]

حرير العنكبوت الاصطناعي

حرير العنكبوت هو حرفيًا مادة طبيعية رائعة ، ولكن ثبت صعوبة تصنيعه. عملت العديد من المؤسسات على حل هذه المشكلة ، لكن شركة يابانية ناشئة تسمى Spiber ربما تكون قد تمكنت من حلها. لقد تمكنوا من فك شفرة الجين المسؤول عن إنتاج الفبروين f0r في العناكب. يستخدم هذا البروتين الأساسي في صنع خيوط الحرير فائقة القوة.

بعد تكسير المكون الرئيسي ، واصلت الشركة تطوير بكتيريا الهندسة الحيوية التي ستسمح بإنتاجها الضخم. يمكنهم حتى إنشاء نوع جديد من الحرير في 10 أيام ، من الفكرة إلى المنتج النهائي. تتغذى البكتيريا على السكر والملح والمغذيات الدقيقة الأخرى لإنتاج بروتين الحرير في المقابل. يبدو وكأنه تجارة عادلة. ثم يتم تحويل هذا البروتين إلى مسحوق ناعم ، ويتم غزله ومعالجته لإنتاج ألياف ومركبات وفي الواقع أي شيء. يمكن أن ينتج غرام واحد من الفبروين9 كم من الحرير!

أنابيب الكربون النانوية

الأنابيب النانوية الكربونية عبارة عن سلاسل طويلة من الكربون يتم تثبيتها مع روابط sp2 التي تكون أقوى من روابط sp3 في الماس! هذه الهياكل الرائعة لها خصائص مذهلة لا حصر لها. وتشمل هذه النقل الإلكترون الباليستي ، وهو أمر رائع للإلكترونيات ، حيث إن قوة الشد العالية جدًا تجعله مرشحًا للتطبيقات المحتملة مثل المصاعد الفضائية.

للأنابيب النانوية الكربونية نقاط قوة محددة تصل إلى48000 كيلو نيوتن متر / كجم، أقوى من معظم المواد الأخرى المعروفة. فولاذ عالي الكربون ، على سبيل المثال ، هو 154 كيلو نيوتن.م / كجم. لذلك فإن الأنابيب النانوية أقوى بنحو 300 مرة من الفولاذ! يمكنك بناء أبراج عالية بشكل لا يصدق ، ربما بارتفاع كيلومترات ، باستخدام مادة مثل هذه.

المواد الخارقة

هذه المواد هي أي شيء يكتسب خصائصها من بنيتها بدلاً من تكوينها. لقد تم استخدامها لإنشاء "عباءات إخفاء" للميكروويف ، وأغطية إخفاء ثنائية الأبعاد ومواد أخرى ذات خصائص بصرية غير عادية. أم اللؤلؤ ، على سبيل المثال ، هو مثال على مادة خارقة طبيعية تمنحها لون قوس قزح الجميل. حتى أن بعض المواد الفوقية لها مؤشرات انكسار سلبية. وهذا يمكن أن يسمح باستخدامها لإنشاء "عدسات فائقة" تحدد ميزات أصغر من الطول الموجي للضوء! تقنية تسمى تصوير الطول الموجي الفرعي ، مصطلح بسيط لا يحتاج إلى شرح ، نحب ذلك.

يمكن استخدام المواد الفوقية في مجموعة بصريات مرحلية تقدم صورًا ثلاثية الأبعاد مثالية على شاشة ثنائية الأبعاد. أنيق جدا.

معدن غير متبلور

المعادن غير المتبلورة ، أو الزجاج المعدني ، هي في الأساس معادن ذات بنية ذرية مضطربة. يمكن أن تصل إلى ضعف قوة الفولاذ. نظرًا لبنيتها ، يمكنها تشتيت طاقة التأثير بشكل فعال للغاية ، حتى أكثر من الكريستال المعدني. تتشكل هذه المواد عن طريق تبريد المعدن المنصهر بسرعة قبل أن يتاح له الوقت لمحاذاة هيكله البلوري.

يمكن للجيش استخدامها للجيل القادم من الدروع ولكنها تستخدم حاليًا للذخيرة الخارقة للدروع. كما أن لها تطبيقات في الشبكات الكهربائية ، ولا سيما المحولات المعدنية غير المتبلورة.

رغوة معدنية

تتكون الرغوة المعدنية من إضافة عامل رغوة ومسحوق هيدريد التيتانيوم إلى الألومنيوم المصهور الذي تتركه يبرد بعد ذلك. تنتج هذه العملية مادة قوية جدًا وخفيفة جدًا 75-95% مساحة فارغة بعد كل شيء. نظرًا لارتفاع نسبة القوة إلى الوزن ، تم اقتراح الرغاوي المعدنية كمواد بناء محتملة لمستعمرات الفضاء. يمكن لبعض هذه الرغوات المعدنية أن تطفو بالفعل في الماء مما قد يعني أنه سيكون لها تطبيقات في المدن العائمة.

ألومينا شفافة

الألومينا الشفافة أقوى بثلاث مرات من الفولاذ ، بالإضافة إلى أنها شفافة. هذا يؤدي إلى عدد من التطبيقات المحتملة لهذه المادة. يمكنك أن ترتدي ناطحة سحاب كاملة بها. يمكن أن تبدو الآفاق المستقبلية أشبه بسلسلة من النقاط السوداء العائمة (للغرف الخاصة) بدلاً من أحجار متراصة اليوم. قد تعني قوتها الكبيرة أيضًا أن لها تطبيقات مثل الزجاج المضاد للرصاص.

المنسوجات الإلكترونية

الملابس المستقبلية قد لا تمليها طبيعة الموضة المتقلبة فقط. قد يكون لديهم منسوجات إلكترونية متكاملة. لماذا تحمل جهازًا بينما يمكنك ارتدائه؟ يمكنك حتى عرض مقاطع فيديو لاختيار "على" ملابسك ، مما جعلنا نفكر في Teletubbies. ماذا عن إجراء مكالمة فيديو من خلال معصمك أو راحة يدك (إذا كنت ترتدي قفازات من النسيج الإلكتروني). قد نتمكن من دمج الفكر مع واجهات الكلام مع هذه المنسوجات. الاحتمالات لا حدود لها تقريبا.

يمكن لبعض هذه المواد "امتصاص" الطاقة من محيطها ومن الحركة الحركية وما إلى ذلك. ربما يمكن أن يكون لها تطبيقات للأغراض الطبية مثل مراقبة صحة مرتديها. أنيق جدا.

Superglue الجزيئي

هل سبق لك أن واجهت الظواهر المؤلمة والمحبطة في كثير من الأحيان المتمثلة في لصق أصابعنا معًا بالغراء التقليدي؟ نعم ، إنه أمر مزعج ، لكن هل يمكنك تخيل واحد يترابط على المستوى الجزيئي؟ نجح الباحثون في جامعة أكسفورد في صنع مثل هذا الصمغ. حل مستوحى من لا شيء أقل منالأبراج العقدية، البكتيريا تأكل اللحم!

اعتبر الفريق بروتينًا واحدًا من البكتيريا ، وهو البروتين الذي تستخدمه لربط الخلايا البشرية. من هذا ، طوروا غراءًا يشكل روابط تساهمية عندما يتلامس مع بروتين شريك. الرابطة قوية بشكل لا يصدق ، عند اختبارها ، فإن المعدات المستخدمة لقياس قوتها تنكسر بالفعل قبل أن ينكسر الغراء! الآن كل ما تبقى هو تطوير وسيلة لدمج البروتينات في هياكل أخرى من أجل صنع مواد لاصقة انتقائية وقوية بجنون!

المصادر:قارب النجاة ، جزمودو

انظر أيضًا: هارفارد تفتح الكأس المقدسة للفيزياء: الهيدروجين المعدني


شاهد الفيديو: MONEY Comes When You APPLY THIS! Donald Trump. Top 10 Rules