« Материалы всегда были об энтузиазме. Материалы - это мечта, которую мы реализовали. Все возможно, просто мы должны сделать это », - говорит Марк Миодовник, автор популярной книги« Вещи имеют значение » , в четвертом фильме серии« Взгляд в будущее » .

Эпоха новых материалов

На протяжении всей истории материалы и достижения в области технологий материалов оказывали влияние на человечество. Теперь мы, возможно, находимся на пороге следующего сдвига в технологии этого типа, предлагая продукты и функции, которые мы никогда не считали возможными.

Промышленные требования требуют, чтобы материалы были легче, жестче, тоньше, плотнее и гибче или жестче, а также были жаропрочными и износостойкими. В то же время исследователи раздвигают границы того, что, как мы себе представляем, возможно, стремясь улучшить и улучшить существующие материалы и в то же время предложить совершенно новые материалы, которые, несмотря на то, что годы далеки от повседневного использования, увлекают нас. совершенно новыми технологическими путями.


Небо это предел

Основываясь на исследованиях, которые мы наблюдаем сегодня, область прикладного материаловедения будет двигаться в новых, почти научно-фантастических направлениях. Надвигающаяся нехватка ресурсов требует инноваций и нестандартного мышления.

Что касается материалов, то композиты с такими желательными характеристиками, как малый вес, высокая прочность и высокая долговечность, вероятно, займут большую долю рынка, и все больше этих материалов, вероятно, будет основано на возобновляемых ресурсах, поскольку потребность в них возрастает.

Самым многообещающим драгоценным камнем в этой области является графен. Толщина всего один атом (в 1 миллион раз тоньше человеческого волоса), но в 200 раз прочнее стали по весу, чрезвычайно гибкая, сверхлегкая и почти прозрачная с большой теплопроводностью и электропроводностью. Это то, из чего состоят легенды.

Фактически, исследователи из Нанкайского университета в Тяньцзине, Китай, недавно обнаружили, что графеновая губка может превращать свет в энергию, тем самым приближая человечество на шаг ближе к бестопливному космическому кораблю, который управляется солнечным светом.

На пути к графеновой революции

Другие потенциальные области применения графена варьируются от очистки воды и хранения энергии до товаров для дома, компьютеров и другой электроники. Между тем, хотя количество патентов, связанных с графеном, увеличивается на тысячи, широкое промышленное внедрение графена ограничивается расходами на его производство, но это может скоро измениться. Исследователи из Университета Глазго нашли способ производить большие листы графена по стоимости примерно в 100 раз дешевле, чем предыдущий метод производства.

Синтетическая кожа, способная обеспечивать сенсорную обратную связь для людей с протезами конечностей, является одной из многих возможностей, которые могут возникнуть в результате этого развития. «Графен может помочь обеспечить сверхгибкую, проводящую поверхность, которая может дать людям протезы, способные создавать ощущения, недоступные даже для самых современных протезов», - говорит д-р Равиндер Дахия, возглавлявший исследовательскую группу Университета Глазго.


Если он сломан, пусть исправит сам

Исследования нанокомпозитов открывают возможность материалов, которые сами себя восстанавливают, во многом так же, как и человеческое тело. Исследователи из группы автономных систем материалов Института Бекмана в Университете Иллинойса в США работают над волокнистыми композитными материалами с самовосстанавливающимися свойствами, которые включают интеграцию заживляющих агентов, которые высвобождаются для смешивания и полимеризации при обнаружении дефекта.

«Появляются материалы, которые сами заживляют», - говорит материаловед Марк Миодовник в новом фильме «Заглядывая в будущее» «Материалы завтрашнего дня» . На данный момент то, что технически возможно, далеко не является разумным с экономической точки зрения, но возможность починить что-либо на лету, от крыльев самолета до рам велосипедов и автомобильных деталей, важных для безопасности транспортных средств и пассажиров, находится на горизонте. И это окажет огромное влияние на разработку продукта, жизненный цикл и устойчивость. Исследователи даже работают над материалами, которые позволят проезжей части отремонтировать себя, вместо того, чтобы ждать перегруженной работой и неукомплектованной ремонтной бригадой.


Устойчивое развитие как ключевой фактор

Материаловедение и разработка новых материалов, а также улучшение существующих, вероятно, будут играть решающую роль в таких областях, как дефицит ресурсов и устойчивость. Новые материалы - например, светопоглощающие строительные материалы - могут помочь противостоять глобальному потеплению.

Похоже, мы находимся на пороге новой эры, которая характеризуется не только цифровизацией и Интернетом вещей, но и, что немаловажно, новыми материалами - материалами, которые могут сделать наше будущее проще, безопаснее и экологичнее. Небо действительно предел.