Давайте начнем с описания необыкновенного полимера, известного как "Терминатор". Этот термин напоминает о фильме, где вещество с подобными свойствами имело ключевое значение. Этот полимер способен восстанавливать свою структуру после разделения на части. Аналогичные характеристики проявляет еще один материал — самовосстанавливающийся пластик, который при комнатной температуре может самостоятельно восстановить разорванные молекулярные связи в 97% случаев благодаря содержанию ароматических сульфидов.
Перейдем к ванта-блэк — наиболее черному из известных материалов. Он состоит из вертикально расположенных нанотрубок из углерода, выращенных на алюминиевой подложке при низких температурах. Эти трубки расположены так плотно, что поглощают до 99,965% света, отражая только 0,35%. Это придает материалу вид черной дыры или пятна на экране, поскольку он кажется абсолютно плоским без видимости объема или складок.
Еще одно уникальное изобретение — Line-X, краска, которая значительно увеличивает прочность объектов. Этот материал формирует длинные полимерные цепи, создавая на поверхности плотный защитный слой. Даже большой вес не сможет деформировать пластиковый стаканчик, обработанный Line-X.
Графен, самый прочный материал на Земле, в 300 раз прочнее стали, может быть также легко согнут или растянут. Лист графена толщиной в один атом может выдерживать до четырех килограммов. Углерод, из которого он состоит, имеет множество форм, таких как давно известные алмаз и графит, и другие, открытые не так давно. Следует заметить, что графит это своеобразная стопка графеновых слоев. Графен был открыт с помощью простого метода отделения от графита при помощи скотча исследователями Константином Новосёловым и Андреем Геймом из Университета Манчестера, за что они были награждены Нобелевской премией.
Далее в нашем перечне находится таинственный материал под наименованием Starlight. Кратко говоря, яйцо, обработанное Starlight, осталось целым и не сварилось, несмотря на нагревание до температуры в 1500 градусов Цельсия. Представитель NASA подтвердил, что информация о Starlight подлинна и материал обладает огромным потенциалом применения. Однако широкое использование так и не было реализовано, поскольку изобретатель унес с собой в могилу секрет его производства в 2011 году.
Еще один уникальный класс материалов — аэрогели. Это гель, в котором жидкая фаза полностью заменена газом, часто его называют замороженным газом. Аэрогель, будучи твердым веществом, может на 98,8% состоять из воздуха. Несмотря на это, он обладает исключительной прочностью и способен выдерживать нагрузку, в 4000 раз превышающую его собственный вес. Это удивительное вещество было изобретено американским химиком Стивеном Кислером. В далеком 1931 году, более 90 лет назад, он опубликовал в журнале Nature результаты своих первых поразительных экспериментов. Об аэрогелях начали говорить шире в 1960-х годах. Они обладают чрезвычайно низкой плотностью и супернизкой теплопроводностью, при этом являются очень легкими.
150 блоков аэрогеля размером с кирпич весят всего 4,5 литра воды. Аэрогель также имеет уникальные сверхизоляционные свойства. Например, тонкий слой этого материала может защитить растение от воздействия открытого пламени. Аэрогель находит широкое применение в космической отрасли, где он используется как теплоизолятор.
Также обратим внимание на материал, который прекрасно переносит высокие температуры — нитинол, или никелид титана. Этот сплав никеля и титана обладает уникальной способностью возвращаться к первоначальной форме после деформации. Этот эффект достигается путем нагрева сплава до температуры 650 градусов Цельсия. При придании необходимой формы молекулярная структура материала запоминает свое состояние. Даже если структура подвергается деформации, она восстанавливается при нагревании до примерно 50 градусов Цельсия. Например, поломанная скрепка восстанавливается после того, как ее помещают на горячую электроплиту. Или проволока, возвращающаяся к своей первоначальной форме после погружения в теплую воду. Температура, необходимая для восстановления формы, зависит от конкретного состава сплава.
Возьмем в качестве примера эти очки: их можно свободно сгибать при низкой температуре, однако при возвращении к комнатной температуре они вновь принимают свою исходную форму. А помните удивительные часы из нашего последнего выпуска? В них использовалась ферромагнитная жидкость — вещество, которое, казалось бы, игнорирует законы физики. Её изобрел в далеком 1963 году сотрудник НАСА Стив Папил. Ученому предстояло решить сложную задачу: как заставить жидкость в топливном баке космического аппарата двигаться к отверстию, из которого насос перекачивает топливо в камеру сгорания. Тогда Папил придумал добавить в жидкость магнитные компоненты.
Ферромагнитная жидкость состоит из чрезвычайно мелких магнитных частиц, обычно это железо. Под воздействием магнитного поля такая жидкость начинает выполнять сложные фигуры и формировать необычные структуры, которые называются феррофлюидами. Каждая такая частица обволакивается поверхностно-активным веществом, предотвращающим их слипание. По сути, ферромагнитная жидкость является коллоидным раствором, субстанцией, сочетающей свойства как минимум двух состояний материи — жидкости и твердого металла. Ферромагнитная жидкость обладает очень низким коэффициентом трения при контакте с твердыми поверхностями, также она способна проникать в мелкие углубления и эффективно смачивать различные поверхности.
Галлий — это уникальный металл, который переходит в жидкое состояние при температуре всего 29 градусов Цельсия. Поэтому, если вы возьмете его в руки, то спустя несколько секунд в ладонях у вас образуется теплая лужица. Интересно, что этот металл настолько схож с артутью, что из-за этой похожести кадры с галлием были включены в наш выпуск о необычных свойствах артутья. Ещё одной особенностью галлия является то, что если его положить в стакан с горячей жидкостью, он растворится на ваших глазах. Галлий также оказывает разрушительное воздействие на алюминий, делая его чрезвычайно хрупким и ломким. Несмотря на это, галлий иногда применяют в термометрах.
Гелий-2 сам по себе является уникальным газом. Он остается в жидком состоянии при самой низкой из известных температур — минус 269 градусов Цельсия, и даже при дальнейшем охлаждении не становится твердым, в отличие от большинства других веществ.
Кроме того, в 1937 году выдающийся советский ученый Петр Леонидович Капица провел ряд экспериментов, показавших, что при температуре ниже минус 271 градуса Цельсия жидкий гелий приобретает свойство течь без трения. Это явление получило название сверхтекучести. Например, если бы обычная вода протекала через микроскопическую щель многие годы, то гелий пройдет через нее за считанные секунды. У гелия-2 также есть способность быстро формировать пленки на твердых поверхностях. Пленки обычных жидкостей распространяются медленно из-за высокой вязкости, но поскольку у гелия вязкость отсутствует, этот процесс происходит в сотни раз быстрее, достигая скорости до 20 сантиметров в секунду. Теперь рассмотрим вещество под названием супер-переохлажденный рубидий. Супер-переохлажденный рубидий ярко демонстрирует нарушение физических законов, в частности второго закона Ньютона о движении. Обычно, если вы подтолкнете дверь, она двинется в том направлении, куда была направлена сила. Но что происходит с рубидием, когда его температура приближается к абсолютному нулю? Рубидий начинает вести себя как вещество с отрицательной массой. Вопреки законам Ньютона, приложенная к нему сила заставляет его двигаться в направлении, противоположном направлению этой силы.
А знаете ли вы о веществе, которое до сих пор остается недосягаемым для человеческого прикосновения? Это эфир. До эпохи Эйнштейна эфир рассматривался как реальное физическое явление. Никола Тесла видел в эфире значительный потенциал. Также его существование было подтверждено в экспериментах Дэйтона Миллера в 1930-х годах. Американский ученый экспериментально обнаружил так называемый "эфирный ветер" в световых волнах, что ставило под вопрос результаты экспериментов Майкельсона-Морли, которые, казалось, подтверждали постоянство скорости света — основу теории Эйнштейна. Миллер в своих письмах уведомлял Эйнштейна о результатах своих 24-летних исследований, подтверждающих наличие эфирного ветра и, следовательно, самого эфира. Однако Эйнштейн проигнорировал эту информацию, поскольку она противоречила его собственным теориям. Неудивительно, что после смерти Миллера его работы больше не цитировались в научных публикациях. Что думаете?