10 ìàòåðèàëîâ, êîòîðûå ïîìåíÿþò ìèð. Ïóòü â áóäóùåå óñòëàí íàíîòðóáêàìè è àýðîãåëåì

10 ìàòåðèàëîâ, êîòîðûå ïîìåíÿþò ìèð. Ïóòü â áóäóùåå óñòëàí íàíîòðóáêàìè è àýðîãåëåì

×òîáû ñîâåðøèòü ðåâîëþöèþ, ìàëî çíàòü îòâåò íà âîïðîñ «êàê?», åñòü åùå è âîïðîñ «èç ÷åãî?». Ê òåõíîëîãè÷åñêèì ðåâîëþöèÿì ýòî îòíîñèòñÿ â ïåðâóþ î÷åðåäü. Áåç ïîÿâëåíèÿ ïðèíöèïèàëüíî íîâûõ ìàòåðèàëîâ íå áûëî áû íè êîìïüþòåðîâ, íè ìîáèëüíîé ñâÿçè, íè ñîëíå÷íûõ áàòàðåé. Ìû âûáðàëè äåñÿòü ìàòåðèàëîâ, êîòîðûå äîëæíû îáåñïå÷èòü ðàäèêàëüíûå ïåðåìåíû â áëèæàéøèå äåñÿòèëåòèÿ.

1. Óãëåðîäíûå íàíîòðóáêè: ðàçîðâàòü íåâîçìîæíî

×òî ýòî? Òðóáêà, ñîáðàííàÿ èç àòîìîâ óãëåðîäà. Ìîæåò áûòü ïîëîé (òîãäà åå ñòåíêè èìåþò òîëùèíó â îäèí àòîì), ìîæåò — ìíîãîñëîéíîé. Äëèíà òðóáêè òåîðåòè÷åñêè íè÷åì íå îãðàíè÷åíà, õîòÿ íà ïðàêòèêå âûðàñòèòü èõ äëèííåå 20 ñàíòèìåòðîâ ïîêà íèêîìó íå óäàëîñü. Íî è ýòî î÷åíü ìíîãî ïî ñðàâíåíèþ ñ ìàñøòàáîì àòîìà (10–10 ì).

×òî èç íèõ ìîæíî äåëàòü? Åñëè âåðèòü ôóòóðîëîãàì, íàíîòðóáêè — ýòî íàøå âñå. Ê ïðèìåðó, îíè î÷åíü-î÷åíü-î÷åíü ïðî÷íûå. Âñÿ òðóáêà, ïî ñóòè, ÿâëÿåòñÿ îäíîé ìîëåêóëîé, è ðàçîðâàòü åå êðàéíå ñëîæíî. Ðàñ÷åòû ïîêàçûâàþò, ÷òî íèòü èç ìíîãîñëîéíûõ íàíîòðóáîê òîëùèíîé â ìèëëèìåòð ìîãëà áû óäåðæàòü ãðóç äî 15 òîíí. Îáåùàþò, ÷òî êîãäà-íèáóäü îíè ïîçâîëÿò ïîñòðîèòü ëèôò â êîñìîñ (ýòîò îáðàç óæå óâåêîâå÷åí â «Ñìåøàðèêàõ»), à óæ ïðî áàíàëüíûå òðîñû äëÿ çåìíûõ íóæä è ãîâîðèòü íå÷åãî.

Ïðî÷íîñòü — ýòî åùå íå âñå. Íàïðèìåð, òåïëîïðîâîäíîñòü íàíîòðóáîê âäîëü îñè ïî÷òè â äåñÿòü ðàç âûøå, ÷åì ó ìåäè. Íî ïðè ýòîì â ïîïåðå÷íîì íàïðàâëåíèè îíè çàäåðæèâàþò òåïëî ïðèìåðíî òàê æå, êàê êèðïè÷ èëè áåòîí. Åùå èç ýòèõ òðóáîê ìîæíî äåëàòü îòëè÷íûå àêêóìóëÿòîðû, ôèëüòðû äëÿ âîäû, èãëû äëÿ âíóòðèêëåòî÷íûõ èíúåêöèé, åìêîñòè äëÿ õðàíåíèÿ âîäîðîäà è òàê äàëåå. Åñëè áû áóäóùåå èìåëî ãåðá, åãî ñòîèëî áû óêðàñèòü âåíêàìè èç íàíîòðóáîê.

À ÷òî ñåé÷àñ? Ïîêà íàíîòðóáêè ïðîùå íàéòè â ëàáîðàòîðèÿõ, ÷åì â êîììåð÷åñêèõ ïðîäóêòàõ. Îäíàêî óæå ïîÿâèëèñü êîìïîçèòíûå ìàòåðèàëû ñ èõ èñïîëüçîâàíèåì, è, ïî çàÿâëåíèÿì ïðîèçâîäèòåëåé, îíè ïðî÷íåå îáû÷íûõ íà íåñêîëüêî äåñÿòêîâ ïðîöåíòîâ. Èç òàêèõ ìàòåðèàëîâ ïðîèçâîäÿò äåòàëè äëÿ ñïîðòèâíûõ âåëîñèïåäîâ è êîðïóñà ÿõò.

2. Ãðàôåí: íîáåëåâñêèé óãëåðîä

×òî ýòî? Ñàìîå ãëàâíîå, ÷òî ìû çíàåì î ãðàôåíå: çà åãî îòêðûòèå äàëè Íîáåëåâñêóþ ïðåìèþ, äàëè åå ðóññêèì ó÷åíûì Ãåéìó è Íîâîñåëîâó, ýòè ðóññêèå ó÷åíûå æèâóò â Âåëèêîáðèòàíèè è íå õîòÿò ïåðååçæàòü â íàøå Ñêîëêîâî.

Ïî ñóòè, ãðàôåí — ýòî ïëîñêèé ëèñò èç àòîìîâ óãëåðîäà, ïåðâûé èç îòêðûòûõ äâóìåðíûõ êðèñòàëëîâ, âîçìîæíîñòü ñóùåñòâîâàíèÿ êîòîðûõ äîëãîå âðåìÿ âûçûâàëà ñîìíåíèÿ. Òàêèå êðèñòàëëû íå ìîãóò âûðàñòè èç ðàñïëàâà: èõ ñêðóòèò è ðàçîðâåò òåïëîâûìè êîëåáàíèÿìè. Íî çàòî ïëîñêèé ëèñò ãðàôåíà âïîëíå ðåàëüíî îòîðâàòü îò ãðàôèòà. Ïðè÷åì îáûêíîâåííûì ñêîò÷åì, êàê ýòî ñäåëàëè íîáåëåâñêèå ëàóðåàòû, ðàçâëåêàâøèåñÿ â ëàáîðàòîðèè ïÿòíè÷íûì âå÷åðîì.

×òî ìîæíî äåëàòü? Ñ ãðàôåíîì ñâÿçûâàþò åùå áîëüøèå íàäåæäû, ÷åì ñ íàíîòðóáêàìè. Âåëèêîëåïíûå ýëåêòðè÷åñêèå ñâîéñòâà äåëàþò åãî àëüòåðíàòèâîé êðåìíèåâûì ïîëóïðîâîäíèêàì. Îí èñêëþ÷èòåëüíî ïðî÷åí íà ðàçðûâ: òåîðåòè÷åñêè ãðàôåíîâàÿ ëåíòà â äâåñòè ðàç ïðî÷íåé ñòàëè, òàê ÷òî êîíñòðóêòîðàì êîñìè÷åñêîãî ëèôòà áóäåò èç ÷åãî âûáèðàòü. Êðîìå òîãî, ãðàôåí îáëàäàåò ïðåêðàñíîé òåïëîïðîâîäíîñòüþ è ïðàêòè÷åñêè ïðîçðà÷åí. Âñå ýòî îòêðûâàåò ïóòü ê ñîçäàíèþ ãàäæåòîâ áóäóùåãî — íàïðèìåð, êîíòàêòíûõ ëèíç, íà êîòîðûå ìîæíî ïåðåäàâàòü èçîáðàæåíèå.

Åñòü è ñîâñåì íåîæèäàííûå ðàçðàáîòêè.  àâòîðèòåòíåéøåì æóðíàëå Science áûë îïèñàí òàêîé ýêñïåðèìåíò: ïî îäíó ñòîðîíó îò ãðàôåíîâîé ìåìáðàíû ïîìåùàëè âîäêó, à äàëåå ìåìáðàíà ïðîïóñêàëà ÷åðåç ñåáÿ òîëüêî âîäó, îñòàâëÿÿ ñ äðóãîé ñòîðîíû êðåï÷àþùèé ñ êàæäûì ÷àñîì ñïèðò.

À ÷òî ñåé÷àñ? Îáåùàþò, ÷òî âîò-âîò íà ðûíêå ïîÿâÿòñÿ èçäåëèÿ íà îñíîâå ãðàôåíà. Íî ïîêà ýòîò ìàòåðèàë èñïîëüçóåòñÿ ãëàâíûì îáðàçîì â ëàáîðàòîðèÿõ.

3. Àýðîãåëü: îáëåã÷åííàÿ ìàòåðèÿ

×òî ýòî? Ìîëåêóëÿðíàÿ ãóáêà èç äèîêñèäà êðåìíèÿ, óãëåðîäà èëè èíîãî âåùåñòâà, î÷åíü-î÷åíü ïîðèñòàÿ — ìèêðîñêîïè÷åñêèå ïóñòîòû ìîãóò ñîñòàâëÿòü äî 99% åå îáúåìà. Ïëîòíîñòü àýðîãåëÿ — âñåãî íåñêîëüêî êèëîãðàììîâ íà êóáîìåòð, òî åñòü îí ëèøü â 1,5–2 ðàçà òÿæåëåå âîçäóõà è â 300–500 ðàç ëåã÷å âîäû. Íåñìîòðÿ íà ñâîþ âîçäóøíîñòü, àýðîãåëü âåñüìà ïðî÷åí: íåáîëüøîé, ñî ñïè÷å÷íûé êîðîáîê, êóñî÷åê âûäåðæèâàåò íà ñåáå êèðïè÷.

×òî ìîæíî äåëàòü? Ýòî åäâà ëè íå ëó÷øèé ìàòåðèàë äëÿ òåïëîèçîëÿöèè â ìèðå: ëåãêèé, äîñòàòî÷íî ïðî÷íûé, íå ïîääàþùèéñÿ êîððîçèè è ãíèåíèþ, íå ãîðÿùèé â îãíå è, ñàìî ñîáîé, íå òîíóùèé â âîäå.

Àýðîãåëü ìîæåò ðàäèêàëüíî ñîêðàòèòü ïîòåðè òåïëà çäàíèÿìè èëè, íàïðîòèâ, ñíèçèòü ðàñõîäû íà êîíäèöèîíèðîâàíèå âîçäóõà è ðàáîòó ìîðîçèëüíûõ óñòàíîâîê. Ëåãêàÿ è òåïëàÿ îäåæäà, ïðîçðà÷íûå ïëèòêè äëÿ óòåïëåíèÿ îêîí — ëèøü ñàìûå î÷åâèäíûå ñïîñîáû ïðèìåíåíèÿ ïîäîáíûõ ìàòåðèàëîâ.

Íà îñíîâå óãëåðîäíîãî àýðîãåëÿ ìîæíî ñîçäàâàòü ñóïåðêîíäåíñàòîðû, ñî÷åòàþùèå âûñîêóþ åìêîñòü ñ âîçìîæíîñòüþ âûäàâàòü ñèëüíûé òîê ïðè ðàçðÿäêå. À åùå àýðîãåëü ñîáèðàþòñÿ èñïîëüçîâàòü äëÿ àäðåñíîé äîñòàâêè ëåêàðñòâ ê êëåòêàì è êàê ìàòåðèàë äëÿ ôèëüòðîâ.

À ÷òî ñåé÷àñ? Àýðîãåëü ñòîèò áåçóìíî äîðîãî è ïîòîìó ïîêà ïðèìåíÿåòñÿ â îñíîâíîì äëÿ êîñìè÷åñêèõ íóæä. Ðå÷ü èäåò íå òîëüêî î òåïëîèçîëÿöèè ìàðñîõîäîâ èëè ñêàôàíäðîâ — ýòîò ìàòåðèàë èñïîëüçîâàëñÿ êàê ëîâóøêà äëÿ ðàññåÿííûõ â êîñìè÷åñêîì ïðîñòðàíñòâå ïûëèíîê: ïàíåëè èç àýðîãåëÿ áûëè óñòàíîâëåíû íà àìåðèêàíñêîì àïïàðàòå Stardust.

Âïðî÷åì, åñëè ïëèòêè èç àýðîãåëÿ íå äîëæíû áûòü àêêóðàòíûìè, åãî ñòîèìîñòü ðåçêî ïàäàåò. Ñåãîäíÿ óæå äåëàþò êóðòêè ñ åãî èñïîëüçîâàíèåì, ïðè÷åì ïî âïîëíå äîñòóïíûì öåíàì (ïîðÿäêà 300 äîëëàðîâ).

4. Ñïëàâû ñ ýôôåêòîì ïàìÿòè: âåðíóòü áûëóþ ôîðìó

×òî ýòî? Íåêîòîðûå ìåòàëëû äåìîíñòðèðóþò ñòðàííîå ñâîéñòâî: èõ ìîæíî èçîãíóòü, è îíè ñîõðàíÿò ýòó ôîðìó, êàê è ïîëàãàåòñÿ ïëàñòè÷íîìó âåùåñòâó, íî òîëüêî åñëè èõ íå íàãðåâàòü. Ñòîèò ýòî ñäåëàòü, êàê äåòàëü ñàìà âîññòàíàâëèâàåò ïåðâîíà÷àëüíóþ êîíôèãóðàöèþ. Ýôôåêò ïàìÿòè áûë îáíàðóæåí åùå äî Âòîðîé ìèðîâîé âîéíû, ñ òåõ ïîð åãî íàó÷èëèñü ìíîãî ãäå ïðèìåíÿòü.

×òî ìîæíî äåëàòü? Ïðàêòè÷åñêè ëþáûå ïðåäìåòû, êîòîðûå äîëæíû ìåíÿòü ñâîþ ôîðìó áåç âìåøàòåëüñòâà ÷åëîâåêà: îò âòóëîê äî áþñòãàëòåðîâ, îò ïðîòåçîâ äî àâòîìîáèëåé.

À ÷òî ñåé÷àñ? Ýòè ìàòåðèàëû èñïîëüçóþòñÿ âî ìíîæåñòâå ðàçíûõ èçäåëèé, âêëþ÷àÿ ñàìûå îðèãèíàëüíûå: åùå â 1990-õ ãîäàõ áûë ïîñòðîåí ïåðâûé ðîáîò, íîãè êîòîðîãî ïåðåäâèãàþòñÿ èìåííî áëàãîäàðÿ ýôôåêòó ïàìÿòè. Ñåãîäíÿ ðå÷ü èäåò î òîì, ÷òîáû ñäåëàòü ýòó òåõíîëîãèþ åùå ëó÷øå è äåøåâëå.

5. Âûñîêîòåìïåðàòóðíûå ñâåðõïðîâîäíèêè: íå òåðÿòü ýëåêòðè÷åñòâî

×òî ýòî? Ïðè òåìïåðàòóðàõ áëèçêèõ ê àáñîëþòíîìó íóëþ íåêîòîðûå ìåòàëëû ñòàíîâÿòñÿ ñâåðõïðîâîäíèêàìè, òî åñòü ýëåêòðè÷åñòâî ïðîõîäèò ÷åðåç íèõ áåçî âñÿêîãî ñîïðîòèâëåíèÿ.  ïîñëåäíèå äåñÿòèëåòèÿ ó÷åíûì óäàëîñü ñîçäàòü ìàòåðèàëû, êîòîðûå ñòàíîâÿòñÿ ñâåðõïðîâîäíèêàìè ïðè âûñîêèõ òåìïåðàòóðàõ. «Âûñîêèå» — ïîíÿòèå îòíîñèòåëüíîå è îçíà÷àåò â äàííîì ñëó÷àå «âûøå òåìïåðàòóðû æèäêîãî àçîòà –186ºÑ». Íî è ýòî óæå ïðîãðåññ.

×òî ìîæíî äåëàòü? «…Ðàçðàáîòêè ñ ïðèìåíåíèåì ýôôåêòà ñâåðõïðîâîäèìîñòè, îñîáî àêòóàëüíîãî äëÿ íàøèõ ïðîòÿæåííûõ òåððèòîðèé. Ìû ïðîäîëæàåì òåðÿòü ãèãàíòñêèå îáúåìû ýíåðãèè ïðè ïåðåäà÷å åå ïî òåððèòîðèè ñòðàíû, ãèãàíòñêèå îáúåìû» — òàê ñêàçàë Äìèòðèé Ìåäâåäåâ, îáðàùàÿñü ê Ôåäåðàëüíîìó Ñîáðàíèþ â 2009 ãîäó. Áîëåå ïðàãìàòè÷íûå ó÷åíûå òóò æå íà÷àëè ïèñàòü çàÿâêè íà äîïîëíèòåëüíîå ôèíàíñèðîâàíèå, ìåíåå ïðàãìàòè÷íûå — ïðîñòî åðíè÷àòü, ïðåäñòàâëÿÿ, êàê ëèíèè ýëåêòðîïåðåäà÷è çàëèâàþòñÿ æèäêèì àçîòîì äëÿ äîñòèæåíèÿ ýôôåêòà ñâåðõïðîâîäèìîñòè.

Íî ÷èñòî òåîðåòè÷åñêè òàêîå âïîëíå îñóùåñòâèìî (òîëüêî äîëæíî ïðîéòè íåìàëî ïðåçèäåíòñêèõ ñðîêîâ). Ìîæíî ïðåäñòàâèòü ñåáå ñâåðõïðîâîäÿùèå ËÝÏ, êîòîðûå äîñòàâëÿþò ïîòðåáèòåëþ ýëåêòðîýíåðãèþ áåç ïîòåðü íà îáîãðåâ àòìîñôåðû. Ïðè ýòîì âìåñòî íàãðîìîæäåíèÿ ïðîâîäîâ ìîæíî èñïîëüçîâàòü òîíþñåíüêóþ ñâåðõïðîâîäÿùóþ ïðîâîëîêó, ïîãðóæåííóþ â îõëàæäàþùåå âåùåñòâî. Äëÿ ýòîãî õâàòèò íåáîëüøîé òðóáû è íå íóæíà áóäåò ïîëîñà îò÷óæäåíèÿ â ñîòíþ ìåòðîâ øèðèíîé.

Ýòî äàëåêî íå åäèíñòâåííàÿ è, âîçìîæíî, äàæå íå ãëàâíàÿ îáëàñòü ïðèìåíåíèÿ ñâåðõïðîâîäíèêîâ. Îíè ïîçâîëÿþò ñòðîèòü ìîùíûå ýëåêòðîìàãíèòû, êîòîðûå íóæíû â òîìîãðàôàõ è äëÿ ìàíèïóëÿöèé ñ ïëàçìîé â òåðìîÿäåðíûõ ðåàêòîðàõ. Åñëè ñâåðõïðîâîäíèêè îêàæóòñÿ åùå è íå ñëèøêîì äîðîãèìè, èõ ìîæíî áóäåò èñïîëüçîâàòü â ýêñïðåññàõ íà ìàãíèòíîé ïîäâåñêå.

À ÷òî ñåé÷àñ? Ðåêîðä ïîêà ñîñòàâëÿåò –163ºÑ, èññëåäîâàíèÿ ïðîäâèãàþòñÿ ìåäëåííî, ïîëíîöåííîé òåîðèè íåò äî ñèõ ïîð. Ýòî îäíà èç îñîáåííîñòåé ôèçèêè: íàóêà çíàåò, ÷òî ïðîèñõîäèëî ÷åðåç ñåêóíäó ïîñëå Áîëüøîãî âçðûâà, íî ïðè ýòîì íå ñïîñîáíà ïðåäñêàçàòü âñå ñâîéñòâà îáû÷íîãî ìàòåðèàëà. Áîëåå òîãî, íèêòî íå çíàåò è òîãî, âîçìîæíû ëè â ïðèíöèïå ñâåðõïðîâîäíèêè, ðàáîòàþùèå ïðè êîìíàòíîé òåìïåðàòóðå.

6. Ñòåêëî ñ äîáàâêàìè: ëàçåð äëÿ âñåõ

×òî ýòî? Äîáàâëåíèå ðåäêîçåìåëüíûõ ýëåìåíòîâ (íàïðèìåð, åâðîïèÿ) ïîçâîëÿåò ïðåâðàòèòü îáû÷íîå ñòåêëî â àêòèâíóþ ñðåäó ëàçåðà — ìàòåðèàë, â êîòîðîì ñâåò íå çàòóõàåò, à, íàïðîòèâ, óñèëèâàåòñÿ.

×òî ìîæíî äåëàòü? Ìîùíûå è äîñòóïíûå ëàçåðû, êîòîðûå ìîæíî áóäåò èñïîëüçîâàòü ãäå óãîäíî: õîòü ïðè ïåðåäà÷å èíôîðìàöèè, õîòü ïðè ñâàðêå ìåòàëëà, õîòü äëÿ òåðìîÿäåðíîé ðåàêöèè. Ñåé÷àñ ó÷åíûå ïîäáèðàþò âñå íîâûå äîáàâêè, óñèëèâàþùèå íóæíûé ýôôåêò.

À ÷òî ñåé÷àñ? Ñòåêëà ñ äîáàâêàìè èñïîëüçóþò ïðè ïåðåäà÷å ñèãíàëîâ ïî îïòîâîëîêíó. Êàæäûé áèò òåêñòà ñ íîâîñòíîãî ñàéòà, êàæäîå ïåðåìåùåíèå ãåðîÿ â îíëàéí-èãðå è êàæäàÿ íîòà â ìóçûêàëüíîì êëèïå íà þòóáå — âñå ýòî ïðåîäîëåëî ñîòíè è òûñÿ÷è êèëîìåòðîâ ñòåêëÿííûõ âîëîêîí áëàãîäàðÿ àòîìàì ðåäêîçåìåëüíûõ ýëåìåíòîâ.

Êñòàòè, â 2010 ãîäó îäíèì èç ëàóðåàòîâ Ãîñóäàðñòâåííîé ïðåìèè ÐÔ ñòàë Âàëåíòèí Ãàïîíöåâ — ôèçèê è ñàìûé áîãàòûé çàâêàôåäðîé â Ðîññèè.  íà÷àëå 1990-õ ãîäîâ Ãàïîíöåâ ðàçðàáîòàë è äîâåë äî ïðîèçâîäñòâà ëàçåðû, ãëàâíûé ýëåìåíò êîòîðûõ ïðåäñòàâëÿåò îïòîâîëîêíî ñ îñîáûìè äîáàâêàìè.

7. ÄÍÊ-ëèñòû: êîðîáî÷êà ñ áåëêîâûì çàìêîì

×òî ýòî? ÄÍÊ èçâåñòíà ïðåæäå âñåãî êàê íîñèòåëü íàñëåäñòâåííîé èíôîðìàöèè. Íî íèòè ÄÍÊ ìîæíî ñëåïëÿòü äðóã ñ äðóãîì â ïëîñêèé ëèñò. È òîãäà ïîëó÷èòñÿ íîâûé ìàòåðèàë ñ óíèêàëüíûìè ñâîéñòâàìè.

×òî ìîæíî äåëàòü? Íàïðèìåð, èç ÄÍÊ ìîæíî ñîáðàòü ìèêðîñêîïè÷åñêóþ êîðîáî÷êó äëÿ äîñòàâêè ëåêàðñòâ â íóæíûé îðãàí èëè äëÿ îõîòû çà âèðóñàìè è ðàêîâûìè êëåòêàìè. Ó ýòîé êîðîáî÷êè áóäåò êðûøêà ñ çàìêîì èç ìîëåêóëû áåëêà, êîòîðûé îòïèðàåòñÿ, ïîëó÷èâ íóæíûé õèìè÷åñêèé ñèãíàë.

À ÷òî ñåé÷àñ? Óæå ñôîðìèðîâàëîñü öåëîå íàïðàâëåíèå íà ñòûêå ìàòåðèàëîâåäåíèÿ, íàíîòåõíîëîãèé è áèîëîãèè — ÄÍÊ-îðèãàìè. Ñàìûé ñâåæèé ïðèìåð — ðàçðàáîòêà Ìàññà÷óñåòñêîãî òåõíîëîãè÷åñêîãî èíñòèòóòà, ñîòðóäíèêè êîòîðîãî ñîáðàëè «êîðîáêó», â êîòîðóþ ïîëîæèëè äðóãóþ çíàìåíèòóþ ìîëåêóëó, ÐÍÊ.  òàêîé óïàêîâêå îíà ìîæåò áûòü ïåðåíåñåíà êðîâîòîêîì â íóæíîå ìåñòî áåç ðèñêà áûòü ðàçðóøåííîé ïî äîðîãå.

8. Ìåòàìàòåðèàëû: ñêðîèòü øàïêó-íåâèäèìêó

×òî ýòî? Åñòü ìàòåðèàëû, äëÿ êîòîðûõ íå î÷åíü âàæíî, èç ÷åãî îíè ñäåëàíû. Èõ ñâîéñòâà îïðåäåëÿåò íå õèìè÷åñêèé ñîñòàâ, à ñòðóêòóðà. Ìåòàìàòåðèàëû — ýòî äâóõ- èëè òðåõìåðíûå ðåøåòêè ñëîæíîé ôîðìû. Îíè ìîãóò îáëàäàòü îòðèöàòåëüíûì êîýôôèöèåíòîì ïðåëîìëåíèÿ, ýòîò ýôôåêò ïðåäñêàçàë åùå â 60-õ ãîäàõ ñîâåòñêèé ôèçèê Âèêòîð Âåñåëàãî.

×òî ìîæíî äåëàòü? Èìåííî èç ìåòàìàòåðèàëîâ óæå íå ïåðâûé ãîä ïðåäëàãàþò äåëàòü øàïêè-íåâèäèìêè, ñêðûâàþùèå îò ãëàç ëþáîé îáúåêò: ñâåòîâûå âîëíû, ïîä÷èíÿÿñü âíóòðåííåé ñòðóêòóðå ìåòàìàòåðèàëà, áóäóò îãèáàòü åãî ñî âñåõ ñòîðîí. Áðèòàíñêèé ôèçèê ñýð Äæîí Ïåíäðè îáåùàë, ÷òî âîò-âîò ïîÿâèòñÿ ìàòåðèàë, ñïîñîáíûé ñäåëàòü íåâèäèìûì öåëûé òàíê.

À ÷òî ñåé÷àñ? Ïðîãíîçû ñáûâàþòñÿ ÷óòü ìåäëåííåå, ÷åì õîòåëîñü áû. Ïîëíîöåííàÿ øàïêà-íåâèäèìêà ïîêà íå ñøèòà, äîñòèãíóòà ëèøü íåâèäèìîñòü â ìèêðîâîëíîâîì äèàïàçîíå èçëó÷åíèÿ. Íî áîðüáà çà íåâèäèìîñòü äàåò ñâîè ðåçóëüòàòû, èíîãäà ñàìûå íåîæèäàííûå. Íàïðèìåð, ïî àíàëîãèè ñ ñèñòåìîé îòðèöàòåëüíîãî ïðåëîìëåíèÿ ñâåòà ñîçäàåòñÿ êîìïëåêñ çàùèòû îò ñåéñìè÷åñêèõ âîëí. Òîëüêî âìåñòî îòäåëüíûõ àòîìîâ — âêîïàííûå â çåìëþ ðåçèíîâûå áëîêè.

9. Ãèäðîôîáíûå ïîâåðõíîñòè: óêðàñòü èäåþ ó ëîòîñà

×òî ýòî? Çàñåäàíèå ïðåçèäèóìà Ðîññèéñêîé àêàäåìèè íàóê. Ñåðüåçíûå àêàäåìèêè, îôèöèàëüíàÿ îáñòàíîâêà… È òóò òðîãàòåëüíîå íàçâàíèå äîêëàäà: «Ýôôåêò ëîòîñà». Ðå÷ü øëà î ìàòåðèàëàõ, ñïîñîáíûõ îòòàëêèâàòü âîäó. «Ýòîò ýôôåêò ïðîÿâëÿåòñÿ â òîì, ÷òî ïðè êîíòàêòå ñ òàêèì ìàòåðèàëîì êàïëÿ âîäû ïðèíèìàåò ôîðìó, áëèçêóþ ê øàðîîáðàçíîé, è ïðè íåáîëüøîì íàêëîíå ìàòåðèàëà ïî îòíîøåíèþ ê ãîðèçîíòó êàïëÿ ñ ïîâåðõíîñòè ñêàòûâàåòñÿ, çàõâàòûâàÿ ïðè äâèæåíèè âñå çàãðÿçíåíèÿ ïîâåðõíîñòè… Ëèñò ëîòîñà ÿâëÿåòñÿ ëèøü íàèáîëåå èçó÷åííûì è øèðîêî óïîìèíàåìûì îáúåêòîì. Õîòÿ ýôôåêò ëîòîñà â ïðèðîäå íàáëþäàëñÿ äàâíî, ñèñòåìàòè÷åñêîå èññëåäîâàíèå ýòîãî ÿâëåíèÿ ó÷åíûìè íà÷àëîñü íå áîëåå äåñÿòè ëåò íàçàä, à ïîëó÷àòü ñàìûå ðàçíûå ìàòåðèàëû, îáëàäàþùèå ñóïåðãèäðîôîáíîñòüþ, ñòàëî âîçìîæíûì ëèøü â ñâÿçè ñ ïîëó÷åíèåì íàíîìàòåðèàëîâ è ðàçâèòèåì íàíî- è ìèêðîòåõíîëîãèé», — ãîâîðèëîñü â äîêëàäå ÷ëåíà-êîððåñïîíäåíòà ÐÀÍ Ëþäìèëû Áîéíîâè÷.

×òî ìîæíî äåëàòü? Î÷êè, áèíîêëè, âåòðîâûå ñòåêëà, ëàáîðàòîðíóþ ïîñóäó, êîðïóñà ìîáèëüíûõ òåëåôîíîâ èëè äàæå îäåæäó — õîðîøî èìåòü òêàíü, êîòîðàÿ è íå ìîêíåò, è íå ïà÷êàåòñÿ. Áîëåå òîãî, íà ãèäðîôîáíûõ ñòóïåíüêàõ íå íàêàïëèâàåòñÿ âëàãà è, ñëåäîâàòåëüíî, íå îáðàçóåòñÿ íàëåäü. Äâîðíèêàì è âðà÷àì-òðàâìàòîëîãàì çèìîé ðàáîòû ìîæåò ïîóáàâèòüñÿ.

Êñòàòè, ðîññèéñêèå ó÷åíûå â äåëå ñïàñåíèÿ ëèíèé ýëåêòðîïåðåäà÷è áîëüøå íàäåþòñÿ èìåííî íà ýôôåêò ëîòîñà, à íå íà ñâåðõïðîâîäèìîñòü: «Î÷åíü âàæíîå íàïðàâëåíèå ïðèìåíåíèÿ ñóïåðãèäðîôîáíîñòè â ýëåêòðîýíåðãåòèêå — áîðüáà ñ íàëèïàíèåì ñíåãà è ëüäà íà ýëåêòðè÷åñêèå ïðîâîäà. Õîðîøî èçâåñòíî èç ñðåäñòâ ìàññîâîé èíôîðìàöèè, ÷òî êàæäûå òðè-÷åòûðå ãîäà íà çíà÷èòåëüíîé òåððèòîðèè Ðîññèè îáëåäåíåíèå ïðîâîäîâ âûçûâàåò èõ îáðûâ, è ñâåòà è òåïëà èíîãäà íà ìíîãèå ÷àñû ëèøàþòñÿ äåñÿòêè òûñÿ÷ ÷åëîâåê».

À ÷òî ñåé÷àñ?  ìàðòå 2012 ãîäà êîìïàíèÿ General Electric îáúÿâèëà î òîì, ÷òî ñîçäàëà ïðîòîòèï ïîêðûòèÿ, òåêñòóðà êîòîðîãî íà ìèêðîóðîâíå ïîâòîðÿåò ôàêòóðó ëåïåñòêîâ ëîòîñà. Òàêèå ìàòåðèàëû ïðåäíàçíà÷åíû äëÿ àâèàöèè, ãäå áîðüáà ñ íàëåäüþ áîëåå ÷åì àêòóàëüíà. Î ñðîêàõ âûõîäà íà ðûíîê, âïðî÷åì, íå ñîîáùàåòñÿ: ñíà÷àëà íàäî ðåøèòü ðÿä ïðîáëåì, ñâÿçàííûõ ñ äîëãîâå÷íîñòüþ ìàòåðèàëà.

10. Ñàìîðàçëàãàþùèåñÿ ìàòåðèàëû: êàê ñäåëàòü æèçíü êîðîòêîé

×òî ýòî? Ìàòåðèàëû, êîòîðûå ïîä äåéñòâèåì ñîëíå÷íîãî ñâåòà èëè ìèêðîîðãàíèçìîâ áûñòðî ðàçëàãàþòñÿ íà áåçâðåäíûå êîìïîíåíòû.

×òî ìîæíî äåëàòü? Âñå, ÷òî íå òðåáóåò äîëãîâå÷íîñòè: ïàêåòû, óïàêîâî÷íóþ ïëåíêó, ðåêëàìíûå ïëàêàòû, ìåøêè äëÿ ìóñîðà, áóòûëêè, òî åñòü âñå, ÷òî ãîäàìè ëåæèò íà íàøèõ ãàçîíàõ è ïëàâàåò â âîäîåìàõ.

Åñòü âñå îñíîâàíèÿ ïîëàãàòü, ÷òî ëåò ÷åðåç äåñÿòü îáû÷íûå ïàêåòû â ñóïåðìàðêåòàõ ïðîäàâàòü ïåðåñòàíóò, íà êàññå ïîêóïàòåëþ ïðåäëîæàò òîëüêî ïàêåò, êîòîðûé ÷åðåç íåñêîëüêî íåäåëü ðàñïîëçåòñÿ íà ìåëêèå êëî÷üÿ.

À ÷òî ñåé÷àñ? Áèîäåãðàäèðóåìûé ïëàñòèê óæå âûøåë íà ðûíîê. Âîïðîñ òîëüêî â òîì, êàê äîáèòüñÿ ñî÷åòàíèÿ íèçêîé ñòîèìîñòè, ÷èñòîòû ïðîèçâîäñòâà è óäîáñòâà äëÿ ïîòðåáèòåëÿ.

Àâòîð: Àëåêñåé Òèìîøåíêî

nanonewsnet.ru

  • Äàòà ïóáëèêàöèè: 16.07.2012
  • 1140
ÎÎÎ «ÄÅËÎÂÛÅ ÑÈÑÒÅÌÛ ÑÂßÇÈ»
Îòðàñëåâîé èíôîðìàöèîííî-àíàëèòè÷åñêèé ïîðòàë, ïîñâÿù¸ííûé ýíåðãåòèêå Áåëàðóñè. Àêòóàëüíûå íîâîñòè è ñîáûòèÿ. Ïîäðîáíàÿ èíôîðìàöèÿ î êîìïàíèÿõ, òîâàðû è óñëóãè.
220013
Ðåñïóáëèêà Áåëàðóñü
Ìèíñê
óë. óë. Á. Õìåëüíèöêîãî, 7, îôèñ 310
+375 (17) 336 15 55 , +375 (25) 694 54 56 , +375 (29) 302 40 02 , +375 (33) 387 08 05
+375 (17) 336 15 56
info@energobelarus.by
ÝíåðãîÁåëàðóñü

ÝíåðãîÁåëàðóñü

ÝíåðãîÁåëàðóñü

ÝíåðãîÁåëàðóñü

191611654
5
5
1
150
150