Нанонити, аэрогель и другие чудеса

Фантасты постоянно описывают технологии и субстанции, при помощи которых можно творить различные чудеса. Но ведь в мире уже существуют вещества с такими свойствами, которые лет сто назад показались бы волшебными и невероятными. И хотя они регулярно находят применение в той или иной сфере, людям непосвященным мало что о них известно. Итак…

Аэрогель

Он известен как самое легкое из всех твердых веществ в мире. Аэрогель был изобретен в 1931 году американским ученым Сэмюэлем Кистлером и нашел применение в космических проектах — для сбора пыли из хвоста кометы, для изготовления изолированных палаток, а также одежды, которая защищает человека от экстремально высоких температур.

Как правило, аэрогель делают на основе кремния, который является самым распространенным металлом в земной коре. Влажное вещество охлаждают, а затем нагревают под давлением, что позволяет ему сохранять форму даже после высыхания. Получается нечто одновременно твердое, воздушное и очень легкое. На ощупь аэрогель напоминает пенополистирол.

Специалисты НАСА назвали аэрогель "синим дымом". Выглядит он действительно как нечто призрачно-дымное… Субстанция состоит в основном из воздуха и при этом способна отталкивать тепло. Молекулы геля улавливают быстро движущиеся частицы, но не повреждают их.

Во время миссии НАСА Stardust силикатным аэрогелем был наполнен массивный коллектор в форме ракетки, размещенный снаружи на космическом корабле. Ему удалось "захватить" хрупкие частицы, оставшиеся после кометы Уайльд-2. Позднее ученые извлекли частицы из коллектора и отправили на анализ.

Кстати, при определенных знаниях и необходимом оснащении аэрогель можно изготовить даже в домашних условиях.

Ферромагнитная жидкость

Она была создана в 1963 году Стивом Паппелом из НАСА и состоит из сверхтонких магнитных частиц — как правило, железа. Когда на субстанцию воздействует магнитное поле, она начинает "танцевать", выстраивая причудливые структуры — феррофлюиды.

Все дело в том, что каждая частица покрыта поверхностно-активным веществом, препятствующим их слипанию вместе. Частицы оседают в виде суспензии в жидкости — скажем, в воде. Самое странное свойство ферромагнитной жидкости заключается в том, что она ведет себя одновременно как жидкость и твердый материал.

Данное вещество разрабатывалось как прототип для ракетного топлива. Идея заключалась в том, чтобы воздействовать на космические аппараты магнитным полем, что должно было заставить работать двигатель.

Галлий

Этот блестящий металл присутствует в периодической таблице химических элементов Д. И. Менделеева, но в природе в чистом виде не встречается. Он попадается в виде вкраплений в цинковой руде и бокситах, из которых производят алюминий.

Галлий является одновременно мягким и твердым, но самое главное — он способен плавиться… при комнатной температуре! При низких температурных значениях он принимает твердую форму. Но стоит температуре подняться до комнатных значений, как галлий растекается в лужу.

До недавних пор галлий использовали при производстве смартфонов, в сфере связи, а также в аэрокосмической области.

Специалисты предупреждают, что галлий плохо влияет на другие металлы. Поэтому, если поцарапать заднюю часть смартфона, галлий может проникнуть глубже в металлическую решетку и вывести гаджет из строя.

Галинстан

Он представляет собой соединение галлия, олова и индия, сохраняющее жидкое состояние даже при температурах до минус 20 градусов по Цельсию.

Недавно команда корейских физиков во главе с Чоном Ха из университета Кореи (Сеул) использовала галинстан для создания гибкого аудиоустройства нового поколения.

Ранее уже были попытки создать гибкие динамики, но они не способны нормально работать при деформации, так как последняя плохо влияет на звуковую катушку.

Чон Ха и его коллеги научились "отливать" звуковые катушки прямо внутри растягивающегося полимера, который играет роль мембраны. Соединив катушку из жидкого галинстана с неодимовым магнитом и двумя медными электродами, ученые получили устройство, способное издавать и записывать звуки в чистом и неискаженном виде даже при растягивании в полтора раза, сообщает журнал Scientific Reports.

Такой аудиодевайс можно использовать в медицинских приборах, в качестве основы для искусственных ушей и голосовых связок, а также как портативное электронное устройство, например, будильник.

Алмазные нанонити

Это нановолокно появилось совсем недавно: в 2014 году. Оно состоит из атомов углерода и по структуре напоминает алмаз.

Алмазные нанонити являются самым прочным и жестким наноматериалом из всех, которые существуют на сегодняшний день, включая даже весьма популярные углеродные нанотрубки. При этом волокно является сверхтонким — всего три атома в поперечнике, то есть намного тоньше человеческого волоса. Не исключено, что именно на основе этих нановолокон удастся создать кабель для космического лифта.

Дурацкие изобретения тоже могут быть полезны

Все самое интересное - за пределами матрицы