Короткий опис:

Матеріали

Матеріали, або речовина, це прикладні прості і комплексні тверді або напіврідкі основи всього, що нас оточує, як правило, отримані штучним шляхом. Говорячи про матеріали, ми часто маємо на увазі гуму, пластик, сплави, тканини та інші техногенні речовини, які розробляються і створюються людьми з певною метою. У більш загальному сенсі матеріал - це найпростіша складова об'єкта. Матеріали можуть бути однокомпонентними в макросмислі (наприклад, бронза) або багатошаровими на мікрорівні (метаматеріали). Іноді додавання навіть одного елемента в матеріал може кардинально поміняти його властивості - така неорганічна хімія.

Знайдений простий спосіб перетворювати пластикові відходи в паливо

Сама глобальна і одна з найстрашніших проблем, з якою стикається зараз Земля - ​​це велика кількість пластикових відходів. За розрахунками екологів, на звалищах і океанах на даний момент знаходиться близько 5 мільярдів тонн пластику, що виділяє токсичні хімічні речовини та забруднює місця мешкання тварин і людей. Вчені шукають спосіб усунути цю проблему: хтось створює екологічні матеріали, а хтось придумує технології для перетворення відходів в паливо. Своєю новою розробкою нещодавно поділилася група хіміків з Університету Пердью.

Футболка з цієї тканини врятує вас в будь-яку спеку

Деякі виробники одягу оснащують свої куртки датчиками стеження за станом здоров'я і іншу електроніку. Такі функції, безумовно, цікаві, але більшість споживачів чекають від одягу просту річ - їм важливо, щоб вона гріла на холоді і освіжала в спеку. Дослідники з Університету Меріленда (UMD) розробили матеріал, який адаптується під температуру, з якого можна зробити відмінні спортивні футболки.

Розроблено матеріал для створення «вічних» шин і кросівок

Відновлення частини тіла, одяг і взуття на даний момент здаються чимось фантастичним, але вчені усіма силами намагаються зробити неможливе з першого погляду реальним. Зовсім недавно їм вдалося виростити ампутований палець миші, а тепер група учених з університету Південної Каліфорнії придумала матеріал, який здатний самостійно відновлювати свою структуру. Вважається, що він відмінно підійде для виготовлення автомобільних шин, підошви взуття і навіть деталей для роботів.

Знайдено спосіб переробки пластикових відходів в універсальний матеріал

Дослідження щодо позбавлення планети від пластикових відходів ведуться регулярно. Хтось пропонує вторинну переробку, хтось пропонує переходити на зовсім новий вид пластику, але дослідники з Національного університету Сінгапуру хочуть використовувати зовсім інший підхід. Зі звичайних пластикових пляшок та інших відходів вони навчилися виготовляти особливі аерогелі, які можуть знайти масу корисних застосувань в самих різних сферах.

В MIT розробили двомірний матеріал, який наблизить створення квантових комп'ютерів

Останнім часом вчені все частіше ведуть розробки в сфері створення двомірних матеріалів. І вже не раз згаданий графен далеко не єдиний в цьому списку. Наприклад, знайдено нову модифікацію фосфору, який цілком може потіснити вуглецевий матеріал. Однак дослідники з Массачусетського Технологічного Інституту (MIT) не так давно продемонстрували матеріал, що поєднує в собі властивості двох різних електронних компонентів. І це може бути дуже корисно при створенні квантових обчислювальних систем.

Створено композитний матеріал, який може самоохолоджуватися при екстремальних температурах

Як передає видання Scientific Reports, група вчених з Ноттенгемського Університету (Великобританія) в даний момент розробляє унікальний матеріал, який може охолоджувати сам себе без будь-яких допоміжних елементів. За визнанням авторів розробки, новий матеріал може бути використаний практично в будь-якій сфері: від медицини для лікування опіків і до космічної галузі, де його можна застосувати для протидії тепловому впливу при вході в атмосферу.

Синій фосфор - новий двомірний матеріал, здатний потіснити графен

Винайдений на початку 21 століття графен вже знайшов своє застосування в багатьох областях науки і техніки. І навіть подарував вченим, що вивчали його, Нобелівську премію. Однак двомірна структура на кшталт цього вуглецевого матеріалу була передбачена і для інших елементів Періодичної системи хімічних елементів і вельми незвичайні властивості одного з таких речовин недавно вдалося вивчити. А називається ця речовина «синій фосфор».

Біоматеріал на основі гібридного білка допоможе ефективно заліковувати рани

Регенеративні здатності нашого організму досить великі і при багатьох травмах загоєння відбувається практично без шкоди, а нові тканини або ж нічим не відрізняються від старих, або досить непогано компенсують їх функції. Однак здатність до самовідновлення не безмежна, тому в арсеналі потрібно мати ресурси для допомоги організму. В загоєнні ран може стати в пригоді новий гібридний загоювальний білок.

Легкий і стійкий матеріал захистить ракети і автомобілі від високих температур

Протягом десятиліть для захисту промислових та наукових приладів від високих температур використовувалися керамічні аерогелі. Вони здатні легко протистояти сильній спеці і при цьому зберігати легкість і міцність, однак при кожному термічному впливі вони втрачають свою еластичність і стають крихкими. Виправленням цього мінуса зайнялися дослідники з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі, і їм це вдалося. Міцність, легкість і інші видатні властивості нового матеріалу були доведені в ході кількох експериментів.

Надрукований на 3D-принтері келих змінює колір залежно від ракурсу

Починаючи з 4 століття нашої ери в ювелірній справі і навіть космонавтиці використовується дихроїчне скло, яке змінює свій колір залежно від ракурсу, з якого на нього дивляться. Воно складається з оксидів різноманітних металів, які по-різному відбивають світло - цим і пояснюється незвичайна властивість матеріалу.

Зварити скло і метал? Тепер це можливо

Завдяки новим технологіям можна зробити те, що раніше здавалося просто неможливим. Наприклад, раніше люди не могли використовувати зварювання для об'єднання двох різних матеріалів, таких як метал і скло. Проблема полягала в різній температурі плавлення і ступеня розширення у відповідь на нагрівання. Дослідники з Університету Херіота-Уатта в Шотландії придумали, як вирішити цю проблему - вони створюють зварювальний пристрій, який об'єднує матеріали за допомогою надшвидких лазерних імпульсів. Ефективність цього методу вже доведена.

Створено матеріал, що стирає грань між штучними і живими організмами

Вчені з різних куточків світу намагаються стерти межу між штучними і живими організмами, щоб в кінцевому підсумку створити роботів, здатних до самостійного створення собі подібних. Перший крок до цього недавно був зроблений дослідниками з Корнельського університету - вони створили біологічний матеріал, який демонструє три ключових властивості живих організмів: самоорганізацію, здатність до обміну речовин і розвиток.

Бактерії навчилися виробляти павуковий шовк, який можна використовувати в скафандрах

З давніх-давен відомо, що павуковий шовк має вкрай високу міцність - вважається, що в цьому він перевершує навіть сталь. Його б активно застосовували у виробництві спортивного одягу і навіть космічних костюмів, однак налагодити масове виробництво матеріалу вкрай складно, тому що перебуваючи разом, павуки починають вбивати один одного. На щастя, завдяки генній інженерії дослідники з Вашингтонського університету в Сент-Луїсі зробили так, що павуковий шовк став продукуватися не павуками, а бактеріями.

Це можливо: створено пристрій, що заглушає звук без блокування повітря

Концертні зали та студії звукозапису покриті товстим облицюванням з великими порожнинами, які ефективно заглушають зовнішні шуми. Так як звукові хвилі поширюються повітрям, акустичні матеріали помітно перешкоджають його циркуляції. Дослідники з Бостонського університету вирішили цю проблему, створивши досить простий пристрій, яке заглушає до 94% зовнішніх шумів, зберігаючи здатність пропускати повітря. Його ефективність була доведена в ході експерименту. Стіни не потрібні.

Нові зубні пломби дозволять рідше ходити до стоматолога

Було б просто чудово, якби у зубних пломб був необмежений термін служби. На жаль, через тиск при жуванні і руйнівного впливу мікробів, вони можуть прослужити лише 7-10 років. Зовсім скоро цей проміжок може бути помітно розширено - вчені з університету Орегона здоров'я і наук створили новий матеріал і клей, які дозволять пломбам служити набагато довше, ніж раніше. Нові пломби будуть міцніше стандартних в два рази, і це було доведено в ході наукового експерименту.

Павуковий шовк запропонували використовувати в якості м'язів роботів

Павуковий шовк, вже відомий як один з найміцніших матеріалів зі своєю вагою, має ще одну незвичайну властивість, яке може привести до появи нових видів штучних м'язів або роботизованих приводів, виявили вчені. Еластичні волокна, як з'ясувалося, дуже сильно реагують на зміни вологості. Вище певного рівня відносної вологості повітря вони раптово стискуються і скручуються, докладаючи достатню силу, щоб конкурувати з іншими матеріалами, які досліджуються в якості актуаторів - тобто, пристроїв, які рухаються для здійснення якоїсь активності, на зразок управління клапаном.

Російські вчені наблизилися до створення штучних кісток

Структура кісток і робота генів, що формують їх, давно вивчається різними вченими, такими як біологи, фізики і навіть нанотехнологами. Вони сподіваються створити перші в світі штучні кістки, які будуть сприйматися людським організмом як справжні. Нещодавно прорив в цій справі зробили дослідники з Південно-Уральського державного університету - вони з'ясували, яким чином білки і амінокислоти можуть можуть з'єднуватися з «неживими» матеріалами.

Створено волокно, яке може стати «шкірою» для роботів

Вчені ще не винайшли ідеального матеріалу, який має всі властивості відразу. Проте вони працюють над створенням універсального волокна, яке може бути використане в максимальній кількості пристроїв, починаючи від автомобілів і закінчуючи робототехнікою. Команда дослідників з Університету штату Північна Кароліна наблизилася до цього, представивши дріт, що володіє як міцністю, так і еластичністю. Можливо, з нього вийде відмінний матеріал для захисту нутрощів роботів.

Створено матеріал, що повторює головну особливість людських м'язів

Що станеться з залізним роботом, якщо він піде в тренажерний зал? Більш сильним він точно не стане, тому що його металеві деталі швидко зносяться і через кілька відвідувань конструкція просто розвалиться. Людям в цьому плані пощастило набагато більше - м'язи влаштовані таким чином, що їх зруйновані тканини замінюються новими, більш міцними волокнами. Вченим до цих пір не вдавалося створити ідентичний людським м'язам матеріал, але японські дослідники, здається, зробили в цій справі сильний прорив.

Вчені розробили штучну шкіру з «надлюдськими» можливостями

Група американських і канадських інженерів, хіміків та біологів з Коннектикутського університету і Університету Торонто розробили новий вид сенсора, який уповноважує штучну шкіру можливістю відчувати тиск, вібрації і навіть магнітні поля. Дана технологія допоможе відновитися постраждалим від опіків і людям з іншими ушкодженнями дерми.

Міцність титану, щільність води: інженери створили «металеву деревину»

Високопродуктивні ключки для гольфу та крила літаків роблять з титану, який міцніший за сталь, але вдвічі легший. Ці властивості залежать від способу укладання атомів металу, але випадкові дефекти, що виникають в процесі виробництва, означають, що матеріали,які можуть бути набагато міцніші, втрасають свої властивості і такими не будуть. Архітектор, який збирає метали з окремих атомів, міг би спроектувати і побудувати нові матеріали, які будуть володіти кращим співвідношенням міцності і ваги.

Автомобілі не будуть замерзати: створений матеріал, що відштовхує лід

Дивно, але через крижану погоду США щорічно втрачають мільйони доларів: нерідко саме вона стає причиною зупинки роботи аеропортів і відключення електрики. Через лід, зрозуміло, страждають і жителі Росії - навряд чи знайдеться людина, у якої б не замерзав автомобіль. Здається, скоро однією проблемою в світі стане менше, тому що дослідники з Університету Х'юстона створили матеріал, з якого лід можна струсити одним рухом руки. Більш того, покриті новим матеріалом автомобілі і літаки будуть очищатися від льоду прямо під час руху.

Вчені добилися надпровідності при рекордно високій температурі

Електричний струм, що проходить по провіднику, стикається з опором. Через це багато енергії витрачається даремно, але в 1911 році вчені помітили дивну особливість деяких матеріалів, що виникає при низьких температурах. Вони стають надпровідниками, тобто проводять струм вільно, без будь-якого опору. Через роботу при низьких температкрах, їх неможливо використовувати в смартфонах, але здається скоро вони зможуть працювати навіть при кімнатній температурі.

Створено матеріал, який може міняти твердий стан на гнучкий

Останнім часом вчені ведуть все більше розробок в сфері створення так званих метаматеріалів. За своєю суттю метаматеріали - це матеріали, унікальні властивості яких обумовлені в першу чергу не речовинами, з яких вони складаються, а штучно створеною внутрішньою структурою, яка і надає їм незвичайні характеристики. І недавно група вчених з США створила ще один метаматериал, який може міняти свій стан. Залежно від умов він може бути як твердим немов сталь, так і гнучким як пластилін.

Створено матеріал, в 1 грамі якого «вміститься футбольне поле»

Ви здивуєтеся, але завдяки новому матеріалу, створеному групою хіміків з університету Дрездена, площа, рівна за розміром футбольного поля, уміщається всього в 1 грамі нової речовини, яка отримала назву DUT-60 і знаходиться в класі метал-органічних каркасних структур, які побудовані з іонів металів, пов'язаних між собою органічними молекулами. 1 грам DUT-60 володіє внутрішньою площею поверхні в 7800 кв. м. На створення матеріалу у експертів пішло близько 5 років і основною проблемою була стабілізація структури, так як в основному такі речовини можуть існувати лише в розчині, а на повітрі їх пори «злипаються» і площа значно зменшується.

Електроніку на новий рівень виведе двомірний матеріал. І це не графен

З моменту відкриття графену (матеріалу з двомірної структурою, основою якої є вуглець) в 2004 році вчені висували припущення про наявність і інших матеріалів з подібними властивостями. Теоретики передбачали, що бор може утворити двовимірний матеріал, подібний графену. Але експериментально це підтвердилося лише три роки тому. Тоді вчені вперше синтезували борофен. А зараз група експертів з США розробила нову технологію, яка цілком може дати поштовх розвитку нового виду електроніки.

Покриття з рослин з глини здатне врятувати речі від вогню

Многая домашні меблі на кшталт шаф і диванів покриті вогнезахисним матеріалом. На жаль, деякі з них виділяють токсичні пари, тому дослідники постійно знаходяться в пошуках екологічно чистої заміни, яка ніяк не шкодить здоров'ю людей і тварин. Здається, команда з Техасу придумала повністю відповідний цій вимозі матеріал, який зроблений з рослин і крихітних пластин з глини.

Самовідновлюваний матеріал може сам себе відремонтувати за допомогою вуглекислого газу

Дуже часто в фантастичних творах можна побачити якісь високотехнологічні матеріали, які після пошкодження затягуються, немов вони самі себе «лікують». Звучить і виглядає все це вкрай нереалістично, адже при пошкодженні руйнуються зв'язки між молекулами і відновити їх не можна. Або все-таки можна? Відповідь на це питання дає новий матеріал, сконструйований інженерами MIT. Він може прореагувати з вуглекислим газом з навколишнього повітря для того, щоб змінити форму і навіть відремонтувати її.

Нанотехнології. Використання нанороботів.
Нанотехнології майбутнього.