Ученые постоянно работают над созданием новых материалов, которые будут экологичнее, дешевле и доступнее старых. Рассказываем о семи разработках, которые уже сейчас могут заменить пластик, сталь и другие традиционные материалы.
Аккумулятор на основе фторидфосфата титана
Исследователи Центра энергетических наук и технологий Сколтеха создали новый катодный материал для аккумуляторов на основе фторидфосфата титана.
Катод — электрический проводник, который принимает заряженные частицы.
Вот его преимущества:
- Он более дешевый, чем стандартные материалы — литий и кобальт.
- Химические элементы, необходимые для производства, — достаточно распространенные полезные ископаемые. Так, титан занимает 10-е место среди наиболее часто встречающихся элементов в земной коре.
- Имеет высокий электрохимический потенциал.
- Стабильная работа при высоких скоростях заряда и разряда.
Нановолокна из целлюлозы
Исследователи из Королевского Технологического института Швеции разработали сверхпрочный биоразлагаемый материал из целлюлозных нановолокон древесины. Благодаря уникальной наноструктуре материал в восемь раз прочнее и жестче, чем самый прочный биоматериал — паучий шелк. Этот легкий материал может стать экологически чистой заменой пластика.
Самовосстанавливающийся гель
В Массачуссетском технологическим университете создали гелевый материал, который при взаимодействии с углекислым газом увеличивается и уплотняется. Он изготовлен из полимера аминопропилметакриламида (APMA), глюкозы, глюкозооксидазы и хлоропластов. Гель можно использовать для строительства и ремонта.
Сплав платины и золота
Исследователи из Национальных лабораторий Сандии создали сплав золота и платины. Он выдерживает высокие температуры и в 100 раз более износостойкий, чем высокопрочная сталь. Традиционно считается, что прочность металла зависит от его твердости. Но ученые провели эксперимент и заметили сильную корреляцию прочности и термостойкости. В итоге создали сплав, состав которого почти не меняется при нагревании.
Пористый металл
Пористый металл (CMF) состоит из полых стальных или титановых металлических сфер, встроенных в металлическую матрицу. Ученые из университета штата Северной Каролины провели испытания, которые показали, что CMF, где и сферы, и матрица изготовлены из стали, гораздо более огнестойкий, чем сплошная стальная пластина. Поэтому CMF считается перспективным материалом для защиты термочувствительных материалов при транспортировке и хранении взрывчатых веществ. Кроме того, пористый металл — отличный материал для брони, чтобы противостоять выстрелам из огнестрельного оружия.
Углеродистый бетон
Железобетон может ржаветь, а конструкции из него — разрушаться, поэтому ученые решили добавить в бетон углерод для повышения прочности и долговечности. Углерод не окисляется, поэтому такой материал в пять–шесть раз более стойкий и в четыре раза легче. А еще он имеет значительно более длительный срок службы, чем традиционный железобетон.
Аэрогель
Аэрогель — синтетический пористый сверхлегкий материал, который на 99,8% состоит из воздуха. В его составе оксид алюминия и других металлов. Материал выдерживает нагрузку в 20 000 раз больше собственного веса. Благодаря чрезвычайно низкой теплопроводности аэрогель может служить высокоэффективным изоляционным материалом.
Читайте также:
Переход к углеродной нейтральности: какими будут новые российские дизели
Россия станет мировым агропромышленным лидером. В этом поможет лизин
Графен: почему самый прочный в мире материал оказался хайпом
