Tekstil elektronik
Sekiranya kita bertemu lagi pada tahun 2020, pakaian kita kemungkinan besar akan dibuat dari kain elektronik. Mengapa membawa begitu banyak alat yang begitu mudah hilang apabila kita hanya dapat membawa komputer kita? Kami akan membuat pakaian di permukaan yang video pilihan kami akan terus diproyeksikan (kecuali jika kami bosan sehingga kita harus mematikannya). Bayangkan bagaimana rasanya memakai, katakan, jas hujan panjang yang menempatkan paparan yang terus menerus menunjukkan langit malam dalam waktu nyata. Adalah mungkin untuk bercakap di "telefon", hanya dengan membuat isyarat tangan yang mengaktifkan elektronik di kerah jaket, dan kemudian hanya memikirkan apa yang ingin kita katakan (selebihnya akan diambil alih oleh antara muka khas). Kemungkinan tekstil elektronik benar-benar tidak berkesudahan.
Logam amorf
Logam amorf, juga disebut kaca logam, terdiri daripada molekul logam dengan struktur atom yang tidak teratur. Mereka boleh dua kali lebih kuat daripada keluli. Oleh kerana strukturnya yang tidak teratur, mereka dapat mengedarkan kesan tenaga luaran dengan lebih berkesan daripada kisi kristal logam, yang mempunyai titik-titik yang rentan. Logam amorf dibuat dengan penyejukan logam lebur yang sangat cepat sebelum mereka dapat menyelaraskan semula ke struktur kristal sebelumnya.
Logam amorf dapat menjadi perisai generasi berikutnya untuk peralatan ketenteraan sebelum diganti pada pertengahan abad ini dengan "berlianoid", bahan nano di mana atom karbon dihubungkan bersama dengan cara yang sama seperti dalam serpihan kisi kristal berlian. Dari sudut pandang alam sekitar, logam amorf mempunyai sifat yang meningkatkan kecekapan rangkaian elektrik sebanyak 40 peratus, sehingga mengelakkan pembebasan ribuan tan pencemar ke atmosfera.
Video promosi:
Berlian buatan
Kami mula membuat berlian yang ditanam dengan lebih banyak secara artifisial menggunakan pemendapan wap kimia, yang menandakan saat semua bahagian mesin akan dibuat dari bahan ini. Berlian adalah bahan struktur yang ideal: ia mempunyai kekuatan besar, tetapi pada masa yang sama ringan, ia terbuat dari unsur karbon yang banyak terdapat. Ia dicirikan oleh sifat-sifat seperti kekonduksian terma yang maksimum dan kebiasan tertinggi di antara semua bahan. Dengan memperkenalkan jumlah kekotoran minimum, anda dapat memperoleh hampir semua warna yang dapat dibayangkan. Bayangkan sebuah kapal terbang di mana ratusan ribu bahagian bergerak dibuat dari bahagian berlian yang dipotong dengan sempurna. Mesin sedemikian akan sama kuatnya dengan jet pejuang moden,berapa F-22 yang unggul berbanding Fokker Dr. Saya "terbitan 1917.
Aerogel
Airgel menempati 15 halaman Guinness Book of Records, lebih banyak daripada bahan yang ada. Ada yang menyebutnya "asap beku". Bahan yang benar-benar tidak dapat difahami ini dibuat dengan pengeringan gel cecair yang superkritikal yang terdiri daripada aluminium, silikon, kromium, timah atau karbon dioksida. Ia tidak sah 99.8 peratus, yang menjadikan gel udara lut. Ini adalah penebat yang hebat: jika anda mempunyai pelindung gelang udara, anda boleh melindungi diri anda dengan mudah dari pancaran api dari alat pembakar api. Ia berhenti sejuk dengan berkesan seperti panas. Sangat mungkin untuk membina rumah yang hangat di bulan dari gel udara. Aerogel mempunyai luas permukaan yang luar biasa kerana struktur berpori dalamannya: sebuah kubus gel udara dengan sisi 2.5 sentimeter mempunyai luas permukaan yang setara dengan padang bola. Walaupun kekuatannya rendah, aerogel dianggap komponen potensial untuk perisai ketenteraan kerana sifat penebatnya.
Tiub nano karbon
Nanotube karbon adalah rantai panjang molekul karbon yang dihubungkan bersama oleh ikatan kimia terkuat yang mungkin, ikatan sp2 yang melampaui yang menghubungkan molekul karbon dalam berlian. Nanotube karbon mempunyai banyak sifat fizikal yang menakjubkan, termasuk kekonduksian balistik, yang menjadikannya sesuai untuk digunakan dalam elektronik, dan kekuatan tegangan yang tinggi sehingga mereka adalah satu-satunya bahan yang dapat digunakan untuk membuat lif ruang. Kekuatan khusus nanotube karbon ialah 48,000 kNm / kg, yang merupakan yang tertinggi di antara semua bahan yang diketahui. Sebagai perbandingan, keluli berkarbon tinggi mempunyai faktor kekuatan 154 kNm / kg, yang bermaksud tiub nano karbon 300 kali lebih kuat. Mereka boleh digunakan untuk membina menara setinggi beberapa kilometer.
Bahan Metamaterial
Metamaterial adalah bahan yang sifatnya tidak banyak ditentukan oleh sifat unsur penyusunnya tetapi oleh struktur berkala yang dibuat secara buatan. Mereka boleh digunakan untuk membuat jubah penglihatan gelombang mikro, perisai penglihatan 2D, dan bahan dengan sifat optik lain yang tidak biasa. Mother-of-pearl mendapat warna warnanya berkat metamaterial organik. Ada yang mempunyai indeks bias negatif, sifat optik yang dapat digunakan untuk membuat "lensa super" dengan resolusi optik kurang dari panjang gelombang radiasi yang membuat gambar! Teknologi ini dipanggil intraskopi panjang gelombang. Metamaterials akan digunakan dalam peranti optik array bertahap,mampu membuat hologram sempurna pada paparan dua dimensi. Hologram ini sangat sempurna sehingga seseorang, berdiri 15 sentimeter dari layar dan mengintip jarak jauh dengan teropong, bahkan tidak akan menyedari bahawa itu adalah hologram.
Buih logam
Busa logam adalah apa yang anda dapat apabila anda menambah bahan berbuih, serbuk titanium hidrida, ke aluminium cair dan kemudian sejuk. Hasilnya adalah struktur yang sangat kuat, sementara relatif ringan kerana fakta bahawa ia adalah 75-95 persen udara. Kerana ketumpatannya yang sangat rendah, busa logam seharusnya digunakan sebagai bahan binaan di koloni ruang angkasa. Sebilangan busa logam sangat ringan sehingga dapat mengapung di permukaan air, menjadikannya sesuai untuk membina kota terapung, seperti yang dijelaskan oleh Marshall Savage dalam bukunya yang terkenal, The Millennium Project.
Superalloy
Superalloy adalah istilah yang digunakan untuk logam yang dapat berfungsi pada suhu yang sangat tinggi, hingga 1100 C °. Mereka popular sebagai bahan untuk zon super panas turbin mesin roket. Mereka juga digunakan untuk membuat struktur bernapas canggih seperti pesawat ramjet hipersonik. Terbang di langit dengan kapal supersonik, kita mesti ingat bahawa kita berhutang peluang ini kepada pasukan super.
Aluminium oksida lutsinar
Corundum lutsinar (aluminium oksida) tiga kali lebih kuat daripada keluli namun masih memancarkan cahaya. Jumlah kemungkinan aplikasi untuk bahan ini sangat mengagumkan. Bayangkan sebuah bangunan pencakar langit atau seluruh bandar, yang kebanyakannya terbuat dari keluli telus. Langit masa depan mungkin kelihatan sama sekali berbeza: ia bukan monolit, tetapi sekumpulan titik yang melayang di udara (kediaman legap dan premis lain). Stesen angkasa raksasa, dibina dari aluminium oksida lutsinar, dapat melayari orbit Bumi rendah tanpa mewujudkan titik hitam yang tidak menyenangkan ketika terbang di atas kepala orang. Ngomong-ngomong, anda akhirnya dapat membuat pedang lutsinar yang nyata!
Fullerenes yang ditanam secara buatan
Tentu saja intan sangat kuat, tetapi nanotube berlian gabungan (disebut amorfus fullerene) masih lebih kuat. Amorphous fullerene mempunyai modulus pukal isotermal 491 Gigapascal (GPa), yang lebih tinggi daripada berlian - 442 GPa. Dalam gambar, anda dapat melihat bahawa struktur skala nano fullerene memberikan penampilan pelangi yang indah. Fullerenes boleh menjadi lebih kuat daripada berlian, tetapi ini sangat memerlukan tenaga. Selepas "Diamond Age" kita pasti akan memasuki "Fullerene Age", dan teknologi kita akan menjadi lebih maju.
