На десять лет вперед: 5 самых перспективных материалов будущего

Графен

Пожалуй, самым перспективным материалом, который будет использоваться в технике будущего, является графен. С теоретической точки зрения, в нем нет ничего сложного – это всего лишь слой углерода толщиной в один атом. Десятилетиями ученые и инженеры рассуждали о том, какие преимущества возможны при использовании графена, но лишь несколько лет назад удалось его получить.

Графен - слой углерода толщиной в один атом

Случилось это практически случайно. Ученые из Университета Манчестера Андрей Гейм и Константин Новоселов сначала в качестве забавы решили исследовать куски обычного скотча, который используется в виде подложки для графита при работе с туннельным микроскопом. Используя клейкую ленту, они начали отлеплять углерод слой за слоем и в итоге получили то, что до этого считалось невозможным, – идеально ровный слой углерода толщиной в один атом, то есть графен.

Ожидает, что графен станет основой для техники будущего. Ведь электроны в нем передвигаются в сотни раз быстрее, чем в кремнии, а это позволит делать совершенно миниатюрные и производительные микросхемы.

Графен - слой углерода толщиной в один атом

Графен можно использовать для хранения энергии в аккумуляторах и прочих топливных элементах, а также в оптике, создании гибких дисплеев и даже в очистке жидкостей – графеновая пленка, как оказалось, пропускает молекулы воды и задерживает все остальное.

Наиболее оптимистически настроенные ученые и инженеры заявляют о возможной «графеновой революции». Но произойдет это не раньше, чем через 10 лет.

Графен - слой углерода толщиной в один атом

Vantabalck

Разработанный британской компанией Surrey Nanosystems материал с названием Vantabalck называют «самым темным материалом на Земле». Дело в том, что он поглощает около 99,96% попадающего на него света, что приближается к параметрам Черных дыр.

Vantabalck - самый черный материал в мире

Vantabalck состоит из графитовых нанотрубок, каждая из которых примерно в 10 тысяч раз тоньше человеческого волоса. Их диаметр настолько мал, что фотоны света банально не могут просочиться между ними, а это дает огромное количество возможностей при использовании данного материала в технике.

Vantabalck - самый черный материал в мире

Создатели Vantabalck уже ожидают, что их детище будут использовать для поглощения сторонних источников света в оптических приборах, к примеру, в телескопах. Перспективным видится применение данного материала в системах тепловой защиты, а также в электронике.

Но в компании Surrey Nanosystems заявили, что они ни в коем случае не будут сотрудничать со структурами из оборонной промышленности.

Черная дыра

Графеновый аэрогель

Пока одни ученые учатся создавать в промышленных объемах слой углерода толщиной в один атом, другие пытаются превратить графен снова в объемную структуру, но чтобы он при этом не терял свои функции. Так и получился графеновый аэрогель – самый легкий в мире материал.

Графеновый аэрогель - самый легкий в мире материал

Плотность этого аэрогеля составляет всего 0.16 мГ/см3, что позволяет ему по данному показателю находиться между газообразным гелием и газообразным водородом. Но графеновый аэрогель является не газом, а пористой структурой с уникальными данными.

Графеновый аэрогель - самый легкий в мире материал

Всего один грамм графенового аэрогеля может за секунду поглотить 68,8 грамма не растворяемой в воде жидкости. А это позволяет использовать его, к примеру, при сборе нефти после аварий на танкерах или добывающих платформах.

Возможно применение графенового аэрогеля также в системах аккумулирования энергии в качестве катализатора некоторых реакций и наполнителя для сложных композитных материалов.

Графеновый аэрогель - самый легкий в мире материал

Willow Glass

Willow Glass – это один из перспективных вариантов знаменитого стекла Gorilla Glass, которое в последние годы активно применяется при создании экранов мобильных устройств. Сохранив все преимущества «гориллы», в частности, хорошую сопротивляемость к царапинам и ударам, новый его вариант получит совершенно новые возможности, а именно – сгибаемость.

Гнущееся стекло Willow Glass

Продемонстрированные экземпляры стекла Willow Glass можно сгибать в разные стороны, но оно не потеряет свою прочность и функциональность. При этом толщина материала вполне сравнима с толщиной листа бумаги формата А4.

Гнущееся стекло Willow Glass

Ожидается, что мобильные устройства в самом недалеком будущем станут гибкими. А Willow Glass – это именно то стекло, на основе которого будут создаваться их экраны.

Гнущееся стекло Willow Glass

Starlite

Starlite – это один из самых загадочных и, одновременно, перспективных материалов современности. Его создал более двадцати лет назад британский химик-любитель Морис Уорд, но с тех пор, благодаря жадности изобретателя, этот пластик так и не был запущен в массовое производство. А зря.

Стойкий к теплу пластик Starlite

Ведь Starlite обладает уникальными физическими свойствами. Сам Уорд утверждал, что этот пластик может выдержать практически любой нагрев вплоть до температуры атомного взрыва. Последнее не доказано, но паяльную лампу с ее 1000 градусов по Цельсию этот материал легко выдерживает.

Starlite можно было бы использовать при производстве защитных костюмов для спасателей, в строительстве, автомобильной, авиационной и даже космической промышленности – другие ученые не смогли даже близко приблизиться к характеристикам Starlite.

Стойкий к теплу пластик Starlite

Но Морис Уорд после первой демонстрации Starlite по телевидению в 1990 году более двадцати лет отказывал заинтересованным сторонам в подписании контракта. В 2011 изобретатель умер, и дальнейшая судьба его детища находится под огромным вопросом.