7 веществ, нарушающих правила физики
В мире много удивительных вещей и необычных материалов, но эти вполне могут претендовать на участие в категории «самые удивительные среди придуманных людьми». Безусловно, эти вещества «нарушают» правила физики только на первый взгляд, на самом деле все давно научно объяснено, хотя от этого вещества менее удивительными не становятся.
1. Феррожидкость
Феррожидкость – это магнитная жидкость, из которой можно образовывать весьма любопытные и затейливые фигуры. Впрочем, пока магнитное поле отсутствует, феррожидкость – вязкая и ни чем не примечательная. Но вот стоит воздействовать на нее с помощью магнитного поля, как ее частицы выстраиваются вдоль силовых линий – и создают нечто неописуемое…
На практике феррожидкость применяют по-разному: к примеру, для обеспечения теплопроводности в динамиках, но продемонстрированный метод использования тоже очень ничего.
Ну а возможность становиться то твердым, то жидким: в зависимости от воздействия магнитного поля, делает этот материал значимым и для автопрома, и для NASA и для военных.
2. Аэрогель Frozen Smoke
Аэрогель Frozen Smoke («Замороженный дым») на 99 процентов состоит из воздуха и на 1 – из кремниевого ангидрида. В результате получается весьма впечатлительная магия: кирпичи зависают в воздухе и все такое. Кроме того, этот гель еще и огнеупорен.
Разновидностью аэрогеля является так называемое «воздушное стекло» (Airglass) с плотностью 0,05-0,2 грамма на кубический сантиметр. Оно довольно прозрачно, и хотя не слишком прочно, зато по теплозащите многократно превосходит обычное стекло.
Вообще, инженеры и учёные считают, что в ближайшее время аэрогель сможет найти десятки областей применения на Земле. И здесь опять помогает космос. В последние годы на шаттлах проводились опыты по получению аэрогеля в невесомости.
Будучи почти незаметным, аэрогель при этом может удерживать практически невероятные тяжести, что в 4000 раз превосходят объем израсходованного вещества, при чем сам он – очень легкий. Его применяют в космосе: к примеру, для «вылавливания» пыли от хвостов комет и для «утепления» костюмов астронавтов. В будущем, говорят ученые, он появится во многих домах: очень уж удобный материальчик.
3. Перфторуглерод
Перфторуглерод – это жидкость, вмещающая большое количество кислорода, и которой, по сути, можно дышать. Вещество тестировалось еще в 60-х годах прошлого века: на мышах, продемонстрировав определенную долю эффективности. К сожалению, только определенную: лабораторные мыши погибли после нескольких часов, проведенных в емкостях с жидкостью. Ученые пришли к мнению, что всему виной – примеси…
Сегодня перфторуглероды используются для ультразвуковых исследования и даже для создания искусственной крови. Бесконтрольно использовать вещество ни в коем случае нельзя: оно не самое экологически чистое. Атмосферу, например, «подогревает» в 6500 раз активнее, чем углекислый газ.
4. Эластичные проводники
Матрицу транзисторов равно как и эластичный проводник можно растянуть. В группе исследователей из Университета Токио под руководством Такао Сомейя (Takao Someya) впервые получен отличающийся высокой проводимостью и химической стабильностью эластомер, внедрив углеродные нанотрубки в полимерную матрицу.
Эластичный материал был получен за счет перемешивания из черной пасты, полученной с помощью растирания нанотрубок в ионной жидкости – бис(трифторметансульфонил)имид 1-бутил-3-метилимидазолия. Процесс растирания не дает углеродным нанотрубкам склеиваться в большие «связки», что помогает им понизить жесткость и способствует увеличению эластичности.
После растирания гель комбинируют со фторированным сополимером, придающим материалу дополнительную эластичность, дают ему застыть и высохнуть. Полученная в результате всех этих операций пленка покрывается силиконовой резиной, в результате чего образуется эластичный проводник. Для дальнейшего увеличения эластичности материал может быть перфорирован, а также на него могут быть нанесены органические транзисторы. После завершения всех стадий производства получают эластичный лист, свойства которого не меняются при его растяжении до 70%.
Для демонстрации реальности и экономической эффективности предложенного подхода японские исследователи использовали маломасштабный принтер для получения прототипа эластичного проводника размерами 20 на 20 см. Такао Сомейя полагает, что процесс производства эластичных проводников может быть масштабирован до промышленного производства гораздо больших по размеру гибких и эластичных интегрированных электрических схем. По мнению исследователей данная методика может снизить стоимость изготовления гибких дисплеев, а также создать искусственную кожу для роботов и систем интерфейса для взаимодействия человека с компьютером.
5. Неньютоновская жидкость
Жидкости, вязкость которых зависит от градиента скорости называются неньютоновскими.
Ученые ищут путь применения этой способности неньютоновской жидкости при разработке армейского снаряжения и формы. Чтобы мягкая и удобная ткань под действием пули становилась твердой – и превращалась в бронежилет.
6. Прозрачный оксид алюминия
Прозрачный и при этом крепкий металл планируют использовать как для создания более совершенного армейского снаряжения, так и в автопроме и даже при производстве окон. Почему бы и нет: видно хорошо, и при этом не бьется.
7. Углеродные нанотрубки
Углеродные нанотрубки уже присутствовали в четвертом пункте статьи, и вот – новая встреча. А все потому, что возможности их и вправду широки, и говорить о всяческих прелестях можно часами. В частности, это – самый прочный из всех изобретенным человеком материалов.
С помощью этого материала уже создают сверхпрочные нити, сверхкомпактные компьютерные процессоры и много-много другого, а в будущем темпы будут только наращиваться: супер-эффективные батареи, еще более эффективные солнечные панели и даже трос для космического лифта будущего…