Las personas siempre han buscado la oportunidad de crear materiales funcionales y de la más alta calidad. Denis Yushin, autor del popular blog de ciencia y blog Science & Future en Yandex.Den, habla sobre materiales que cambiarán el mundo.

Grafeno

El material más prometedor del futuro es el grafeno, una modificación de carbono bidimensional que consiste en una red de cristal plano de un átomo de espesor. La red cristalina de grafeno es un plano que consiste en células hexagonales.

Por un lado, todas las increíbles propiedades teóricas del grafeno están limitadas por el hecho de que los científicos aún no han podido obtener una película bidimensional ideal en estado libre debido a su inestabilidad termodinámica. Sin embargo, el grafeno tiene una conductividad eléctrica única, lo que lo convierte en un excelente sustituto del silicio.

Esto creará aún más dispositivos electrónicos en miniatura. Además, el grafeno es ideal para almacenar energía en celdas de combustible, para usar en óptica, crear pantallas flexibles e incluso para limpiar líquidos, porque una película de grafeno pasa moléculas de agua, atrapando otras sustancias.

Para aprovechar la mayoría de las propiedades únicas del grafeno, no es necesario aplicarlo en forma perfecta. Si aparecen defectos en la película de grafeno, puede existir en forma de nanotubos. Materiales compuestos, fuentes actuales, interfaces de neurocomputadoras y biónica (por ejemplo, músculos artificiales): prácticamente no hay restricciones en el uso de nanotubos.

Incluso el famoso "elevador espacial" se puede construir gracias a los nanotubos de carbono, porque teóricamente un nanotubo de pared simple de varios kilómetros de largo puede soportar un peso de hasta una tonelada por milímetro cuadrado.

Vantabalck

La compañía británica Surrey Nanosystems ha desarrollado un material que puede absorber hasta el 99.965% de la luz incidente, convirtiéndolo en el material más negro del mundo. Su nombre es apropiado: Vantabalck.

Esta sorprendente propiedad se explica por el hecho de que está formada por nanotubos de carbono, que son tan pequeños que los fotones simplemente no pueden pasar entre ellos.

Parecería, ¿cómo puede ser útil el material más negro? Ayuda a prevenir la dispersión de la luz, que puede usarse en telescopios. Vantabalck puede mejorar significativamente la calidad de las cámaras infrarrojas. Se puede utilizar para crear sistemas de protección térmica.

La capacidad de un material para absorber varias radiaciones abre la posibilidad de crear los revestimientos más ligeros y duraderos de naves espaciales que protegen contra la radiación.

Es interesante que a los especialistas de Surrey Nanosystems se les prohíba discutir las perspectivas del uso militar de Vantabalck con los periodistas, y responden la pregunta del costo de la manera más sucinta posible: "es muy costoso". Pero Vantablack en la esfera militar, como mínimo, se puede utilizar para crear "camuflaje de temperatura".

Aerogel de grafeno

En la última década, los aerogeles, desarrollados como una clase de materiales en 1931, comenzaron a prestar mucha más atención. Aquí tampoco podría prescindir del carbono.En 2011, se creó un aerogel con una densidad de 4 mg / cm3 sobre la base de nanotubos de carbono multicapa. Casi todos los años aparecieron aerogeles con una densidad más baja, y hoy el material más liviano es el aerogel de grafeno, cuya densidad es de solo 0.16 mg / cm3.

Sorprendentemente, el material obtenido por especialistas tiene una resistencia y elasticidad extremadamente altas. Él vuelve rápidamente a la forma después de la compresión. En un segundo, puede absorber hasta 68 gramos de compuestos orgánicos. Al mismo tiempo, el aerogel contiene sustancias que no son solubles en agua hasta 900 veces su propio peso.

Por lo tanto, en el caso de una catástrofe, por ejemplo, un derrame de petróleo, será posible no solo recolectar todo de la superficie del agua, sino también perder prácticamente nada, simplemente exprimiéndolo de un aerogel.
Además, el aerogel puede usarse como material aislante, en sistemas de almacenamiento de energía para catalizar reacciones y como relleno para materiales compuestos complejos.

Vaso de sauce

Todo el mundo sabe acerca del vidrio a prueba de golpes Gorilla Glass, pero ¿qué pasa con el vidrio flexible que tiene las mismas propiedades de resistencia? Conozca Willow Glass: con un grosor de solo 100 micras (grosor de hoja A4), se ha mantenido resistente al daño mecánico a nivel de gorila.

La aplicación más obvia para él es la creación de teléfonos inteligentes flexibles, pero esta idea no es tan popular. Pero estamos hablando de un vidrio flexible y muy duradero, por lo que no habrá problemas con su uso. La compañía de desarrollo dice que en el futuro su producto será ampliamente utilizado en la creación de, por ejemplo, equipos de iluminación o incluso paneles solares.

Absolutamente todo lo que nos rodea consiste en una amplia variedad de materiales y, al parecer, ¿por qué crear nuevos si todo ya está allí? La respuesta es obvia: debemos preocuparnos por el medio ambiente, entender que los recursos no son ilimitados, desarrollar el océano y nuevos mundos y simplemente mejorar la vida de todos en la Tierra. Los nuevos materiales son siempre nuevas oportunidades para un mayor desarrollo.