人々は常に最高品質で機能的な素材を作る機会を探してきました。人気の科学＆ブログブログScience＆Future in Yandex.Denの著者であるDenis Yushinが、世界を変える素材について語っています。

グラフェン

将来の最も有望な材料は、グラフェンです。グラフェンは、1つの原子の厚さの平らな結晶格子からなる2次元炭素修飾です。グラフェン結晶格子は、六角形のセルで構成される平面です。

一方では、グラフェンのすべての信じられないほどの理論的特性は、科学者がその熱力学的不安定性のために自由状態で理想的な2次元フィルムをまだ得ることができなかったという事実によって制限されます。ただし、グラフェンは独自の導電性を備えているため、シリコンの優れた代替品となります。

これにより、さらに小型の電子デバイスが作成されます。さらに、グラフェン膜は水分子を通過して他の物質をトラップするため、グラフェンはエネルギーを燃料電池に蓄えたり、光学で使用したり、フレキシブルなディスプレイを作成したり、液体を洗浄したりするのに理想的です。

グラフェンのユニークな特性のほとんどを利用するために、完全な形でそれを適用する必要はありません。グラフェン膜に欠陥が見られる場合、ナノチューブの形で存在する可能性があります。複合材料、電流源、ニューロコンピュータインターフェース、バイオニックス（人工筋肉など）-ナノチューブの使用に実質的に制限はありません。

理論的には数キロメートルの長さの単層ナノチューブが1平方ミリメートルあたり最大1トンの重量に耐えることができるため、悪名高い「スペースエレベーター」でさえカーボンナノチューブのおかげで構築できます。

ヴァンタバルク

英国企業のサリーナノシステムズは、入射光の最大99.965％を吸収できる材料を開発し、世界で最も黒い材料にしています。その名前は適切です-Vantabalck。

このような驚くべき特性は、カーボンナノチューブによって形成されるという事実によって説明されます。カーボンナノチューブは非常に小さいため、光子は単純にそれらの間を通過できません。

どうやら、最も黒い素材はどのように役立つのでしょうか？望遠鏡で使用できる光の散乱を防ぐのに役立ちます。 Vantabalckは、赤外線カメラの品質を大幅に向上させることができます。熱保護システムの作成に使用できます。

材料がさまざまな放射線を吸収する能力により、放射線から保護する宇宙船の最も軽量で耐久性のあるコーティングを作成する可能性が開かれます。

興味深いのは、サリーナノシステムズのスペシャリストがバンタバルクの軍事利用の見通しについてジャーナリストと話し合うことを禁じられており、コストの問題にできる限り簡潔に答えていることです。しかし、軍事分野のヴァンタブラックは、少なくとも「温度カモフラージュ」を作成するために使用できます。

グラフェンエアロゲル

過去10年間で、1931年に材料のクラスとして開発されたエアロゲルは、より多くの注目を集め始めました。ここでも、炭素なしでは実現できません。2011年に、4 mg / cm3の密度のエアロゲルが多層カーボンナノチューブに基づいて作成されました。ほぼ毎年、密度の低いエアロゲルが出現し、現在最も軽い材料は密度がわずか0.16 mg / cm3のグラフェンエアロゲルです。

驚いたことに、専門家が入手した素材は非常に高い強度と弾性を持っています。彼は圧縮後すぐにフォームに戻ります。 1秒で、最大68グラムの有機化合物を吸収できます。同時に、エアロゲルは自重の900倍まで水に溶解しない物質を保持します。

したがって、例えば油流出などの大災害が発生した場合、水面からすべてを集めるだけでなく、エアロゲルから押し出すだけで、実質的に何も失うことはありません。
さらに、エアロゲルは、絶縁材料として、反応を触媒するためのエネルギー貯蔵システムで、複雑な複合材料のフィラーとして使用できます。

ウィローグラス

誰もがGorilla Glassの耐衝撃性ガラスについて知っていますが、同じ強度特性を持つフレキシブルガラスについてはどうですか？ウィローグラスに会う-厚さがわずか100ミクロン（A4シートの厚さ）で、ゴリラレベルでの機械的損傷に対する耐性を維持しています。

彼にとって最も明白なアプリケーションは、柔軟なスマートフォンの作成ですが、このアイデアはそれほど人気が​​ありません。しかし、私たちは柔軟で非常に耐久性のあるガラスについて話しているので、その使用に問題はありません。開発会社によると、将来的には、照明器具やソーラーパネルなどの製品にも幅広く使用されるようになるとのことです。

私たちを取り巻くすべてのものは、多種多様な素材で構成されています。すべてがすでにそこにあるのに、なぜ新しいものを作成するのでしょうか。答えは明白です。私たちは環境に配慮し、資源に制限がないことを理解し、海と新しい世界を開発し、地球上のすべての人々の生活をより良くする必要があります。新しい材料は常に、さらなる開発の新しい機会です。