RSS

Прозрачный мир: хай-тек-материалы нового тысячелетия

Валерий Спиридонов, для РИА Новости

Валерий Спиридонов, первый кандидат на пересадку головы, рассказывает о том, как ученые делают наш мир, в том числе и гаджеты и различные технические приспособления, все более прозрачными и необычными.

© Seasteading InstituteЖизнь на воде: лучшие проекты плавучих городов на случай всемирного потопаАрхитектурные сооружения и инфраструктура современных городов, средства коммуникаций и предметы интерьеров — все это создается из различных материалов, имеющих особые свойства, нужные для корректной работы той или иной части инфраструктуры.

Между тем архитекторы и дизайнеры, как правило, стараются придать каждому элементу наиболее естественный и органичный для восприятия внешний вид. Но характеристики материалов и функциональные особенности конструкций всегда в какой-то мере ограничивают возможности проектировщиков. С развитием технологий ограничений становится все меньше.

Материалы будущего позволят не разделять визуальное пространство, наполняя его светом и диктуя новые тренды прозрачного интерьера.

Специалисты прогнозируют, что дизайн завтрашнего дня будет легким и хрупким внешне. Этот эффект называется дематериализацией или эфемеризацией. Уже разработаны и активно применяются прозрачные композиты.

© Фото : НИТУ МИСиСМетаматериалы: как создать материю с несуществующими свойствамиПриродный материал, который, возможно, со временем вытеснит стекло, создали шведские ученые Королевского технологического института. Композитное вещество получают из древесины методом, схожим с варкой целлюлозы. Производство проходит в два этапа. Вначале технологи удаляют лингин, основной компонент древесины, используя сложный набор реактивов. Затем наполняют очищенное дерево полимером PMMA, заменяющим лигнин.

Подобный прием позволяет достичь оптической прозрачности 85% и мутности 75%. Получается легкий и прочный материал, пропускающий свет, при этом структура дерева в нем сохранена. По сравнению со стеклом его очевидные плюсы — экологичность, прочность и низкая теплопроводность.

Американские химики из Мэрилендского университета разработали собственный способ получения прозрачного дерева с использованием другого метода его обесцвечивания. Они выводят лингин, замачивая дерево в щелочи и нагревая его до высоких температур, а затем покрывая эпоксидной смолой. Пока можно получать кусочки прозрачного дерева лишь небольших размеров, поэтому исследования продолжаются.

Технологии получения перспективного материала недороги и доступны, что дает надежду на его появление в скором времени на массовом рынке. Архитекторы и дизайнеры уже в предвкушении интересных вариантов использования: прозрачные дома, стеклопакеты для окон, оригинальная мебель и многое другое.

Казалось, что бетон, главный строительный материал современности, невозможно сделать красивым и органичным. Но в 2002 году Арон Лосоньши разработал материал литракон — фактически прозрачный бетон. Для демонстрации его возможностей в 2006 году впервые было построен особняк из этого материала.

© РИА НовостиМоя улица: что изменилось в Москве после реконструкцииСледующим было возведено головное здание автоконцерна BMW в Германии. Литракон обладает отличными характеристиками по тепло- и шумоизоляции, водостойкости, прочности и долговечности. Недостаток материала — высокая стоимость, поскольку для его производства необходимы оптоволоконные нити.

Стены и перегородки из такого бетона не становятся полностью прозрачными, но пропускают свет и позволяют видеть контуры и цвета предметов. Такие свойства — находка для дизайнеров.

При помощи различных вариантов освещения или подсветки изнутри можно создавать фантастические интерьеры — невесомые и воздушные.

© Иллюстрация РИА Новости . А.ПолянинаРоссийские ученые разработали технологию получения прозрачного алюминияПрозрачный алюминий обещает дополнить картину наполненного светом будущего. Группа российских ученых разработала технологию его получения методом спарк-плазменного спекания. Несмотря на свою прозрачность, подобный алюминий в три раза прочнее стали и в четыре раза — алюмосиликатного стекла. Его можно применять даже в строительстве космических аппаратов.

Таким образом, можно надеяться, что совсем скоро жители мегаполисов не будут жить в постоянной тени и смогут наслаждаться солнечным светом — небоскребы станут похожими на хрустальную вазу или светодиодную ленту.

Ученые из Мичиганского университета научились делать прозрачные солнечные панели, которые не только пропускают видимый свет, но и поглощают невидимое ультрафиолетовое и инфракрасное излучение благодаря своему необычному химическому составу.

Стоит отметить, что предельная эффективность таких панелей составляет примерно 5%. Это чуть ниже, чем КПД полупрозрачных солнечных батарей — 7%, но нужно понимать, что такие панели не заменяют источники энергии, а являются альтернативой окнам из стекла и пластика.

Также прозрачные солнечные панели можно использовать для экранов смартфонов. Они пока не могут полностью обеспечить мобильное устройство требуемым количеством энергии, но увеличивают время его работы до следующей зарядки.

Основным материалом современной электроники является кремний — достаточно хрупкий и дорогой материал. По прогнозам ученых, прозрачная и дешевая органическая электроника будет доступна для широких масс примерно уже через десятилетие.

© Fotolia / science photoСибирские ученые разработали материал для создания гибких дисплеевПодобные необычные характеристики гаджетов могут стать реальностью благодаря полимерам-полупроводникам. Как правило, они состоят из длинных молекул сложных органических соединений, а также особых добавок, превращающих их в полупроводники.

Одна из подобных добавок, радилен, недавно открыта учеными из МГУ имени М. В. Ломоносова, института Лейбница в Дрездене и Уральского федерального университета. Радилен хорошо смешивается с полимерами и увеличивает их электропроводимость в сотни раз. Первоначальные варианты использования — полевые транзисторы и солнечные батареи.

Примером гибкой электроники также стали органические (OLED — organic light-emitting diode) светодиоды. Они представляют собой полупроводниковые источники света, состоящие из нескольких слоев полупроводниковых пленок органического происхождения. Их главное свойство — равномерное распределение света по всей площади.

© Университет ИТМОФизики из России нашли новый способ записи информации при помощи светаВ отличие от обычных жидкокристаллических дисплеев, органические светодиоды не нуждаются во внешней подсветке, благодаря чему их можно делать очень тонкими и легкими. Главный недостаток OLED-светильников — дороговизна, поскольку изготовляют их в недешевых вакуумных испарителях.

Сегодня европейские ученые работают над упрощением технологии и обещают, что светодиоды в ближайшем будущем можно будет печатать в виде готовых рулонов. К ощутимым преимуществам подобных источников света можно отнести низкое энергопотребление, длительный срок службы, экологичность, высокую энергоэффективность и мягкость света, от которого не устают глаза.

© Фото : Peter AllenХимики из МГУ разрабатывают основу для органических компьютеровПомимо светильников, дисплеев телевизоров и других цифровых приборов, OLED-светодиоды в будущем могут найти применение при изготовлении светящейся одежды, медицинского оборудования, а также использоваться в различных областях военного дела.

В целом можно сказать, что год за годом ученые и инженеры постоянно создают новые материалы, более прочные, интересные и долговечные, чем их предшественники. Поэтому, конечно же, стиль будущего — это хай-тек. Изящный, светлый, легкий, технологичный и экологичный.

Источник: nezavisim.org

Рейтинг: 0

Войдите через: VK, Facebook, Twitter

Добавить комментарий

 
Создание и Продвижение сайта- http://ruseo.org/
. .