7 речовин, які порушують правила фізики

У світі багато дивовижних речей і незвичайних матеріалів, але ці цілком можуть претендувати на участь у категорії «найдивовижніші серед вигаданих людьми». Безумовно, ці речовини «порушують» правила фізики лише на перший погляд, насправді все давно науково пояснено, хоча від цього речовини менш дивовижними не стають.

Ферорідина – це магнітна рідина, з якої можна утворювати вельми цікаві та вигадливі фігури. Втім, поки магнітне поле відсутнє, ферорідина – в'язка і нічим не примітна. Але варто вплинути на неї за допомогою магнітного поля, як її частинки вишиковуються вздовж силових ліній – і створюють щось неописанне…
 
На практиці ферорідину застосовують по-різному: наприклад, для забезпечення теплопровідності в динаміках, але продемонстрований метод використання теж дуже нічого.
 
Ну а можливість ставати то твердою, то рідкою: залежно від впливу магнітного поля, робить цей матеріал значущим і для автопрому, і для NASA і для військових.

Аерогель Frozen Smoke («Заморожений дим») на 99 відсотків складається з повітря і на 1 – з кремнієвого ангідриду. У результаті виходить вельми вражаюча магія: цеглини зависають у повітрі і все таке. Крім того, цей гель ще й вогнетривкий.
Різновидом аерогелю є так зване "повітряне скло" (Airglass) із густиною 0,05-0,2 грама на кубічний сантиметр. Воно доволі прозоре, і хоча не надто міцне, зате за теплозахистом багаторазово перевершує звичайне скло.

Загалом, інженери та вчені вважають, що найближчим часом аерогель зможе знайти десятки галузей застосування на Землі. І тут знову допомагає космос. Останніми роками на шаттлах проводили досліди з отримання аерогелю в невагомості.


Будучи майже непомітним, аерогель при цьому може утримувати практично неймовірні ваги, що у 4000 разів перевершують обсяг витраченої речовини, причому сам він – дуже легкий. Його застосовують у космосі: наприклад, для «вилову» пилу з хвостів комет і для «утеплення» костюмів астронавтів. У майбутньому, кажуть учені, він з'явиться в багатьох домівках: дуже вже зручний матеріальчик.

Перфторвуглець – це рідина, що вміщує велику кількість кисню, і якою, по суті, можна дихати. Речовину тестували ще в 60-х роках минулого століття: на мишах, продемонструвавши певну частку ефективності. На жаль, лише певну: лабораторні миші загинули після кількох годин, проведених у ємностях з рідиною. Вчені дійшли думки, що всьому виною – домішки…
 
Сьогодні перфторвуглеці використовують для ультразвукових досліджень і навіть для створення штучної крові. Безконтрольно використовувати речовину в жодному разі не можна: вона не найбільш екологічно чиста. Атмосферу, наприклад, «підігріває» у 6500 разів активніше, ніж вуглекислий газ.

Матрицю транзисторів так само як і еластичний провідник можна розтягнути. У групі дослідників з Токійського університету під керівництвом Такао Сомейї (Takao Someya) вперше отримано еластомер, що відрізняється високою провідністю та хімічною стабільністю, впровадивши вуглецеві нанотрубки в полімерну матрицю. 

Еластичний матеріал було отримано за рахунок змішування з чорної пасти, отриманої за допомогою розтирання нанотрубок в іонній рідині – біс(трифторметансульфоніл)імід 1-бутил-3-метилімідазолію. Процес розтирання не дає вуглецевим нанотрубкам склеюватися у великі «пучки», що допомагає їм знизити жорсткість і сприяє збільшенню еластичності. 

Після розтирання гель комбінують із фторованим сополімером, що надає матеріалу додаткову еластичність, дають йому застигнути і висохнути. Отримана в результаті всіх цих операцій плівка покривається силіконовою гумою, у результаті чого утворюється еластичний провідник. Для подальшого збільшення еластичності матеріал може бути перфорований, а також на нього можуть бути нанесені органічні транзистори. Після завершення всіх стадій виробництва отримують еластичний аркуш, властивості якого не змінюються при його розтягуванні до 70%. 

Для демонстрації реальності та економічної ефективності запропонованого підходу японські дослідники використали маломасштабний принтер для отримання прототипу еластичного провідника розмірами 20 на 20 см. Такао Сомейя вважає, що процес виробництва еластичних провідників може бути масштабований до промислового виробництва значно більших за розміром гнучких та еластичних інтегрованих електричних схем. На думку дослідників, ця методика може знизити вартість виготовлення гнучких дисплеїв, а також створити штучну шкіру для роботів і систем інтерфейсу для взаємодії людини з комп'ютером.

Рідини, в'язкість яких залежить від градієнта швидкості, називаються неньютонівськими.
Вчені шукають шлях застосування цієї здатності неньютонівської рідини при розробці армійського спорядження та форми. Щоб м'яка і зручна тканина під дією кулі ставала твердою – і перетворювалася на бронежилет.

Прозорий і водночас міцний метал планують використовувати як для створення досконалішого армійського спорядження, так і в автопромі, і навіть при виробництві вікон. Чому б і ні: видно добре, і при цьому не б'ється.

Вуглецеві нанотрубки вже були присутні в четвертому пункті статті, і ось – нова зустріч. А все тому, що можливості їх і справді широкі, і говорити про всілякі принади можна годинами. Зокрема, це – найміцніший з усіх винайдених людиною матеріалів.

За допомогою цього матеріалу вже створюють надміцні нитки, надкомпактні комп'ютерні процесори і багато-багато іншого, а в майбутньому темпи будуть лише нарощуватися: супер-ефективні батареї, ще більш ефективні сонячні панелі і навіть трос для космічного ліфта майбутнього…