Elektronické textilie
Pokud se znovu setkáme v roce 2020, naše oblečení bude pravděpodobně vyrobeno z elektronických tkanin. Proč přenášet tolik miniaplikací, které se snadno ztratí, když můžeme přenášet naše počítače? Vytváříme oblečení, na jehož povrchu bude video podle našeho výběru neustále promítáno (ledaže by nás to unavilo do té míry, že ho musíme vypnout). Jen si představte, jaké by to bylo nosit, řekněme, dlouhou pláštěnku s displejem, který neustále zobrazuje noční oblohu v reálném čase. Bude možné hovořit o „telefonu“jednoduše vytvořením gesta rukou, které aktivuje elektroniku na klopě bundy, a poté přemýšlí jen o tom, co bychom chtěli říct (zbytek převezme speciální rozhraní). Možnosti elektronických textilií jsou opravdu nekonečné.
Amorfní kovy
Amorfní kovy, také nazývané kovové sklo, jsou složeny z molekul kovů s narušenou atomovou strukturou. Mohou být dvakrát tak silné než ocel. Díky své neuspořádané struktuře jsou schopni efektivněji rozložit dopad vnější energie než krystalová mříž kovu, která má zranitelná místa. Amorfní kovy se vyrábějí ultrarychlým ochlazením roztavených kovů, než se mohou znovu vyrovnat do svých předchozích krystalických struktur.
Amorfní kovy se mohou stát další generací brnění pro vojenské vybavení, než budou v polovině století nahrazeny „diamantoidy“, nanomateriály, ve kterých jsou atomy uhlíku spojeny dohromady stejným způsobem jako ve fragmentech krystalové mřížky diamantu. Z hlediska životního prostředí mají amorfní kovy vlastnosti, které zvyšují účinnost elektrických sítí až o 40 procent, čímž zabraňují uvolňování tisíců tun znečišťujících látek do atmosféry.
Propagační video:
Umělé diamanty
Začínáme pokrývat stále více uměle pěstovaných diamantů pomocí chemické depozice par, což ohlašuje čas, kdy budou z tohoto materiálu vyrobeny všechny části stroje. Diamant je ideální konstrukční materiál: má obrovskou pevnost, ale zároveň je lehký, je vyroben z široce dostupného prvku, uhlíku. Je charakterizována takovými vlastnostmi, jako je téměř maximální možná tepelná vodivost a nejvyšší žáruvzdornost ze všech materiálů. Zavedením minimálního množství nečistot můžete získat diamant téměř jakékoli barvy, kterou si lze představit. Představte si letadlo, ve kterém jsou stovky tisíc pohyblivých částí vytvořeny z dokonale řezaných diamantových dílů. Takový stroj bude stejně výkonný jako jakýkoli moderní stíhací letoun,kolik je současný F-22 lepší než Fokker Dr. I vydání z roku 1917.
Aerogely
Airgel zabírá 15 stránek Guinessovy knihy rekordů, více než jakýkoli existující materiál. Někteří to nazývají „zamrzlý kouř“. Tento skutečně nepochopitelný materiál je vyroben superkritickým sušením tekutých gelů sestávajících z hliníku, křemíku, chrómu, cínu nebo oxidu uhličitého. Je to 99,8 procenta prázdnoty, díky které je aerogel průsvitný. Je to fantastický izolátor: pokud máte štít s aerogelem, můžete se snadno ochránit před proudem plamene před plamenometem. Zastaví chlad stejně účinně jako teplo. Z aerogelu je možné na Měsíci postavit teplý dům. Aerogely mají neuvěřitelnou plochu povrchu díky své vnitřní porézní struktuře: kostka aerogelu o straně 2,5 centimetru má celkovou plochu povrchu ekvivalentní fotbalovému hřišti. Přes jejich nízkou pevnost, aerogels jsou považováni za potenciální komponentu pro vojenské brnění kvůli jejich izolačním vlastnostem.
Uhlíkové nano trubice
Uhlíkové nanotrubice jsou dlouhé řetězce molekul uhlíku spojených dohromady nejsilnější možnou chemickou vazbou, vazba sp2 překonává i tu, která spojuje molekuly uhlíku v diamantu. Uhlíkové nanotrubice mají četné úžasné fyzikální vlastnosti, včetně tzv. Balistické vodivosti, což z nich činí ideální pro použití v elektronice, a tak vysokou pevnost v tahu, že jsou jedinou látkou, kterou lze použít k vytvoření kosmického výtahu. Specifická síla uhlíkových nanotrubic je 48 000 kNm / kg, což je nejvyšší ze všech známých materiálů. Oproti tomu má vysoce uhlíková ocel pevnostní faktor 154 kNm / kg, což znamená, že uhlíkové nanotrubice jsou 300krát silnější. Mohou být použity k výstavbě věží několik kilometrů vysoko.
Metamateriály
Metamateriál je jakýkoli materiál, jehož vlastnosti nejsou určovány ani tak vlastnostmi jeho podstatných prvků, ani uměle vytvořenou periodickou strukturou. Mohou být použity k vytvoření mikrovlného neviditelného pláště, 2D neviditelného štítu a materiálů s jinými neobvyklými optickými vlastnostmi. Perleťová perleťová barva získala díky organickým metamateriálům duhovou barvu. Některé mají negativní index lomu, což je optická vlastnost, kterou lze použít k vytvoření „super čoček“s optickým rozlišením menším než je vlnová délka záření, které vytváří obraz! Tato technologie se nazývá subwavelength intrascopy. Metamateriály budou použity v optických zařízeních s fázovým polem,je schopen vytvářet dokonalé hologramy na dvourozměrném displeji. Tyto hologramy mohou být tak dokonalé, že osoba stojící 15 centimetrů od obrazovky a dalekohledem na dálku si ani nevšimne, že se jedná o hologram.
Kovová pěna
Kovová pěna je to, co získáte, když přidáte pěnotvorný materiál, prášek hydridu titanu, do roztaveného hliníku a poté ochladí. Výsledkem je extrémně silná struktura, zatímco relativně lehká díky skutečnosti, že se jedná o 75-95 procent vzduchu. Kovové pěny mají být díky své neobvykle nízké hustotě používány jako stavební materiály ve vesmírných koloniích. Některé kovové pěny jsou tak lehké, že se mohou vznášet na hladině vody, takže jsou ideální pro stavbu plovoucích měst, jako jsou ta, která popsal Marshall Savage ve své slavné knize The Millennium Project.
Superslitiny
Superalloy je termín používaný pro kovy, které mohou fungovat při extrémně vysokých teplotách až do 1100 ° C. Jsou populární jako materiál pro přehřáté zóny turbín raketového motoru. Používají se také k výrobě nejmodernějších prodyšných struktur, jako jsou hypersonická ramjetová letadla. Když létáme přes oblohu nadzvukovou vložkou, musíme si pamatovat, že této příležitosti dlužíme superslitinám.
Průhledný oxid hlinitý
Průhledný korund (oxid hlinitý) je třikrát silnější než ocel a přesto propouští světlo. Počet možných aplikací pro tento materiál je úžasný. Představte si mrakodrap nebo celé město, vyrobené převážně z průhledné oceli. Horizont budoucnosti bude možná vypadat úplně jinak: nebude to monolit, ale nahromadění bodů vznášejících se ve vzduchu (neprůhledné obytné místnosti a další prostory). Obří kosmická stanice, vyrobená z průhledného oxidu hlinitého, může plavit na nízké oběžné dráze Země, aniž by vytvářel nepříjemné černé skvrny, když letí nad hlavami lidí. Mimochodem z toho můžete konečně vyrobit skutečné průhledné meče!
Uměle pěstované fullereny
Diamanty jsou samozřejmě velmi silné, ale agregované diamantové nanotrubice (nazývané amorfní fulleren) jsou stále silnější. Amorfní fulleren má izotermální objemový modul 491 Gigapascal (GPa), který je vyšší než u diamantu - 442 GPa. Na obrázku je vidět, že struktura fullerenu v nanoměřítku mu dává krásný vzhled duhy. Fullereny mohou být mnohem silnější než diamanty, ale to je velmi energeticky náročné. Po „věku diamantů“určitě vstoupíme do „věku fullerenů“a naše technologie budou ještě pokročilejší.