Elektroniset tekstiilit
Jos tapaamme uudelleen vuonna 2020, vaatteemme valmistetaan todennäköisesti elektronisista kankaista. Miksi kantaa ympärillä niin monia laitteita, jotka on niin helppo kadottaa, kun pystymme vain kantamaan tietokoneitamme? Luomme vaatteita pinnalle, jonka valittua videota heijastetaan jatkuvasti (ellemme kyllästy siihen niin pitkälle, että meidän on sammutettava se). Kuvittele vain, miltä tuntuu olla esimerkiksi pitkä sadetakki, joka sisältää näytön, joka näyttää jatkuvasti yötaivasta reaaliajassa. On mahdollista puhua "puhelimella" yksinkertaisesti tekemällä käden ele, joka aktivoi elektroniikan takin rintamerkillä, ja ajattelemalla sitten vain sitä, mitä haluaisimme sanoa (loput otetaan käyttöön erityisellä käyttöliittymällä). Sähköisten tekstiilien mahdollisuudet ovat todella rajattomat.
Amorfiset metallit
Amorfiset metallit, joita kutsutaan myös metallisiksi lasiksi, koostuvat metallimolekyyleistä, joiden atomirakenne on epäjärjestyksessä. Ne voivat olla kaksi kertaa vahvempia kuin teräs. Väärän rakenteensa vuoksi ne pystyvät jakamaan ulkoisen energian vaikutukset tehokkaammin kuin metallin kidehila, jolla on haavoittuvat kohdat. Amorfiset metallit valmistetaan sulan metallien erittäin nopealla jäähdyttämisellä ennen kuin ne voivat kohdistua uudelleen aikaisempiin kiteisiin rakenteisiinsa.
Amorfisista metalleista voi tulla seuraavan sukupolven armeijan varusteita ennen kuin ne korvataan vuosisadan puolivälissä "diamondoideilla", nanomateriaaleilla, joissa hiiliatomit on kytketty toisiinsa samalla tavalla kuin timantin kidehilan fragmentteissa. Ympäristön kannalta amorfisilla metalleilla on ominaisuuksia, jotka lisäävät sähköverkkojen hyötysuhdetta jopa 40 prosentilla, jolloin vältetään tuhansien tonnien epäpuhtauksien pääsy ilmakehään.
Mainosvideo:
Keinotekoiset timantit
Alamme peittää yhä enemmän ja enemmän keinotekoisesti kasvatettuja timantteja käyttämällä kemiallista höyrystymistä, mikä julistaa ajan, jolloin kaikki koneen osat valmistetaan tästä materiaalista. Timantti on ihanteellinen rakennemateriaali: sillä on kolosaalinen lujuus, mutta samalla se on kevyt, se on valmistettu laajalti saatavilla olevasta elementistä, hiilestä. Sille on ominaista sellaiset ominaisuudet kuin melkein suurin mahdollinen lämmönjohtavuus ja suurin tulenkestävyys kaikista materiaaleista. Ottamalla käyttöön vähimmäismäärä epäpuhtauksia voit saada timantin, jonka väri on mitä tahansa kuviteltavissa. Kuvittele lentokone, jossa sadat tuhannet liikkuvat osat on valmistettu täydellisesti leikattuista timanttiosista. Tällainen kone on yhtä tehokas kuin mikä tahansa nykyaikainen hävittäjä,kuinka paljon nykyinen F-22 on parempi kuin Fokker Dr. I -numero 1917.
aerogeelit
Airgelillä on 15 sivua Guinnessin ennätyskirjaa enemmän kuin mitä tahansa olemassa olevaa materiaalia. Jotkut kutsuvat sitä "jäätyneeksi savuksi". Tämä todella käsittämätön materiaali valmistetaan alumiinista, piistä, kromista, tina- tai hiilidioksideistä koostuvien nestemäisten geelien superkriittisellä kuivauksella. Se on 99,8 prosenttia tyhjää, mikä tekee ilmageelistä läpikuultavaa. Se on upea eristys: jos sinulla on airgelisuoja, voit suojautua helposti liekinheittimeltä tulevalta liekin suihkulta. Se pysäyttää kylmän yhtä tehokkaasti kuin lämpö. Ilmageelistä on täysin mahdollista rakentaa lämmin talo kuuhun. Aerogeelien pinta-ala on uskomattoman sisäisen huokoisen rakenteensa vuoksi: ilmageelikuution, jonka sivu on 2,5 senttimetriä, kokonaispinta-ala vastaa jalkapallokenttää. Huolimatta heikosta lujuudestaan, aerogeelejä pidetään potentiaalisena osana sotilaspanssaria eristysominaisuuksiensa vuoksi.
Hiilinanoputket
Hiilinanoputket ovat hiilimolekyylien pitkiä ketjuja, jotka on kytketty toisiinsa voimakkaimmalla mahdollisella kemiallisella sidoksella, sp2-sidoksella, joka ylittää jopa sen, joka yhdistää hiilimolekyylit timantissa. Hiilinanoputkilla on lukuisia uskomattomia fysikaalisia ominaisuuksia, kuten ns. Ballistinen johtavuus, joka tekee niistä ihanteellisia käytettäväksi elektroniikassa, ja niin suuri vetolujuus, että ne ovat ainoa aine, jota voidaan käyttää avaruushissin luomiseen. Hiilinanoputkien ominaislujuus on 48 000 kNm / kg, mikä on korkein kaikista tunnetuista materiaaleista. Vertailun vuoksi korkean hiiliteräksen lujuuskerroin on 154 kNm / kg, mikä tarkoittaa, että hiilinanoputket ovat 300 kertaa vahvempia. Niitä voidaan käyttää useiden kilometrien korkeiden tornien rakentamiseen.
metamateriaalit
Metamateriaali on mitä tahansa materiaalia, jonka ominaisuudet eivät määrää niinkään sen rakenneosien ominaisuudet kuin keinotekoisesti luodun jaksollisen rakenteen avulla. Niitä voidaan käyttää mikroaaltouunissa näkymättömyyden, 2D-näkymättömyyssuojuksen ja muiden epätavallisten optisten ominaisuuksien omaavien materiaalien luomiseen. Helmiäiliö sai värikkävän värin orgaanisten metamateriaalien ansiosta. Joillakin on negatiivinen taitekerroin, optinen ominaisuus, jota voidaan käyttää "superlinssien" luomiseen, joiden optinen resoluutio on pienempi kuin kuvan muodostavan säteilyn aallonpituus! Tätä tekniikkaa kutsutaan subaallonpituuden intraskopiaksi. Metamateriaaleja käytetään vaiheittaisen ryhmän optisissa laitteissa,pystyy luomaan täydellisiä hologrammeja kaksiulotteiselle näytölle. Nämä hologrammit voivat olla niin täydellisiä, että henkilö, joka seisoo 15 senttimetriä näytöltä ja katselee etäisyyteen kiikareilla, ei edes huomaa olevansa hologrammi.
Metallinen vaahto
Metallinen vaahto on mitä saat, kun lisäät vaahtoavaa ainetta, titaanihydridijauhetta, sulaan alumiiniin ja sitten jäähdytä. Tuloksena on erittäin vahva rakenne, vaikkakin suhteellisen kevyt johtuen siitä, että se on 75-95 prosenttia ilmasta. Epätavallisen alhaisen tiheydensä vuoksi metallivaahtojen on tarkoitus käyttää rakennusmateriaaleina avaruuspesäkkeissä. Jotkut metallivaahdot ovat niin kevyitä, että ne kelluvat veden pinnalla, mikä tekee niistä ihanteellisia materiaaleja kelluvien kaupunkien rakentamiseen, kuten sellaiset, joita Marshall Savage kuvasi kuuluisassa kirjassaan The Millennium Project.
superseoksiin
Superseos on termi metalleille, joka voi toimia erittäin korkeissa lämpötiloissa, jopa 1100 ° C: seen. Ne ovat suosittuja rakettimoottoriturbiinien ylikuumennettujen alueiden materiaalia. Niitä käytetään myös huipputeknisten hengittävien rakenteiden, kuten hypersonic ramjet -lentokoneiden, valmistukseen. Lentäessämme taivaan yliäänen alla olevalla vuorilla, meidän on muistettava, että olemme velkaa tämän mahdollisuuden superseoksille.
Läpinäkyvä alumiinioksidi
Läpinäkyvä korundi (alumiinioksidi) on kolme kertaa vahvempi kuin teräs ja välittää silti valoa. Tämän materiaalin mahdollisten sovellusten lukumäärä on hämmästyttävä. Kuvittele pilvenpiirtäjä tai koko kaupunki, joka on tehty enimmäkseen läpinäkyvästä teräksestä. Tulevaisuuden horisontti voi näyttää aivan erilaiselta: se ei ole monoliitti, vaan ilmassa kelluvien pisteiden ryhmä (läpinäkymättömät asuin- ja muut tilat). Läpinäkyvästä alumiinioksidista rakennettu jättiläinen avaruusasema voi risteillä matalalla Maan kiertoradalla ilman, että syntyy epämiellyttävä musta piste, kun se lentää ihmisten pään yli. Muuten, voit vihdoin tehdä siitä todellisia läpinäkyviä miekkoja!
Keinotekoisesti kasvatetut fullereenit
Timantit ovat tietenkin erittäin vahvoja, mutta aggregoidut timanttipanoputket (kutsutaan amorfiseksi fullereeniksi) ovat silti vahvempia. Amorfisen fullereenin isoterminen bulkkimoduuli on 491 gigapascal (GPa), joka on suurempi kuin timantilla - 442 GPa. Kuvassa voit nähdä, että fullereenin nanomittakaavainen rakenne antaa sille kauniin sateenkaaren ulkonäön. Fullereenit voivat olla paljon voimakkaampia kuin timantit, mutta tämä on erittäin energiaintensiivistä. "Timanttikauden" jälkeen tulemme varmasti "Fullereeniaikaan" ja tekniikkamme kehittyvät entistä edistyneemmiksi.