Продолжаем знакомиться с новейшими разработками, пришедшими к нам словно со страниц научно-фантастических романов.
6. Полупрозрачный бетон
Это строительный материал на основе бетона, который содержит светопропускающие элементы, такие как оптические волокна, для проведения света от одной стороны стены к другой.
Первым упоминанием о полупрозрачном бетоне считается патент 1935 года, затем разработки продолжились в 1990-х годах. Весь бетонных блок состоит из оптических волокон, которые как бы пронизывают бетон от внешней стороны и создают определенный рисунок на внутренней. Изгибы волокон внутри бетона и шероховатая поверхность среза на его конце уменьшают свет, достигающий другой стороны более чем наполовину. Это может дать достаточное количество дневного света, учитывая нелинейную реакцию человеческих глаз на свет. Полупрозрачный бетон используется в архитектурно-дизайнерских целях для фасадов и внутренних стен.
7. Миниатюрный воздушный транспорт
Это вертолеты размером с насекомое, которые могут быть использованы для тайных операций, таких как разведка и шпионаж, а также для получения информации о пространствах, недоступных для человека.
В 2008 году ТУ Делфтского университета Нидерландов разработал орнитоптер под названием "DelFly Micro", который имеет размеры 10 сантиметров и весит всего три грамма. Он имеет камеру для навигации и был успешно протестирован в помещении. Еще меньший орнитоптер размером всего в три сантиметра был разработан Робертом Вудом в Гарвардском университете, который совершил управляемый полет в 2013 году, а также посадки и взлеты из разных мест в 2016 году. Модель, однако, не является автономной и требует питания по проводам.
В 2007 году американская компания Honeywell разработала микропневматический аппарат (MAV) под названием "T-Hawk" (ястреб-тарантул), который использовался армией США и подразделением ВМС США по расследованию взрывов для поиска бомб и целей. Он также использовался на АЭС Фукусима Дайичи в Японии после цунами 2011 года для съемки видео и получения радиоактивных показаний. Британская армия развернула 16-граммовую беспилотную авиационную машину "Черный шершень" (Black Hornet Nano) для поддержки пехотных операций в Афганистане.
Исследователи также черпают вдохновение у насекомых и птиц, чтобы достичь лучших летных возможностей для новых моделей. Косяки рыб и стаи птиц также являются еще одним источником вдохновения для управления искусственными стаями МАВ и стабилизации формирований МАВ.
8. 4D-печать
Это технология, которая может создать материал, который со временем преобразуется в зависимости от параметров окружающей среды, с которыми он реагирует.
Существуют различные подходы к тому, как материалы печатаются в 4D. Один способ - сделать их такими, чтобы они реагировали на передачу кинетической энергии от одной среды к другой. Некоторые материалы приводят к сцеплению частиц и изменению формы при воздействии тепла. Когда объект печатается с гидрофильным материалом с одной стороны и гидрофобным материалом с другой, одна сторона будет разбухать, а другая при помещении в воду сжиматься, вызывая изменение формы объекта.
Другой способ - запрограммировать физические и биологические материалы на изменение их формы или свойств. Этот метод связан с нанотехнологиями и молекулярным производством. Еще один подход - использование релаксации стресса. Это создание сборки материала из напряжений, которые хранятся в материале и приводят к изменению его формы.
9. Аэрогель
Аэрогель - это синтетический, чрезвычайно легкий и пористый материал с чрезвычайно низкой теплопроводностью и высокой температурой плавления, изготовленный из геля, жидкая составляющая которого заменена газом.
В 1931 году Самуэль Стивен Кистлер впервые создал аэрогель в рамках ставки со своим другом на то, что он сможет заменить жидкость газом в желе, не заставляя их сжиматься. Аэрогели производятся путем очень медленного высыхания геля, чтобы его матрица не разрушалась под действием капилляров, как это обычно происходит при обычном испарении. Первые аэрогели изготавливались из диоксида кремния, а затем из глинозема, хрома и диоксида олова. Аэрогели на углеродной основе были впервые изготовлены в 1980-х годах.
Почти 99,8% аэрогеля - это газ, который придает материалу чрезвычайно низкую плотность и, следовательно, низкую теплопроводность, так как он сводит на нет как проводимость, так и конвекцию тепла. Температура его плавления составляет 1200 °C. Несмотря на низкую плотность и склонность к разрушению, аэрогель чрезвычайно прочен и обладает огромной несущей способностью благодаря дендритной микроструктуре. Он используется для теплоизоляции, фильтрации космической пыли на борту космических аппаратов, а также может использоваться для поглощения тяжелых металлов в воде.
10. Li-Fi
Li-Fi - это технология беспроводной передачи данных, использующая свет от светодиодов вместо радиоволн для передачи данных со скоростью до 224 гигабит в секунду.
История коммуникации видимого света (VLC), или использования видимого света для передачи данных, датируется 1880-ми годами. Термин "Li-Fi" был придуман Харальдом Хаасом, профессором мобильной связи в Эдинбургском университете, на его "TED Global Talk" 2011 года. VLC похож на Wi-Fi, но вместо этого использует светодиоды в качестве среды для высокоскоростной связи и работает за счет включения и выключения света с очень высокой скоростью, незаметной для человеческого глаза. Поскольку спектр видимого света в 10 000 раз больше, чем полный спектр радиоволн, считается, что он не имеет ограничений по пропускной способности, в отличие от Wi-Fi, который в настоящее время почти достиг полной пропускной способности.
Поскольку свет не может проникать сквозь стены, считается, что Li-Fi более защищен от взлома, и ожидается, что технология будет дешевле, чем Wi-Fi. Тем не менее, она имеет малый радиус действия и пока не настолько надежна. По состоянию на 2013 год, исследователи достигли скорости 224 гигабит в секунду. Li-Fi может стать лучшей альтернативой для связи в больницах, так как она не влияет на медицинские приборы или человеческий организм.