Библиотека необычных материалов
Третий закон Кларка:
Любая достаточно развитая технология неотличима от магии.
Я наконец-то выволоку сюда статью о необычных материалах из дорогого Wired.co.uk, добавив в неё чуть больше иллюстраций. Там она носила название "Magic Materials", чем сразу наводила на мысли об одном английском фантасте и трёх его законах.
Но ведь технологии не обязательно быть сложной, чтобы казаться волшебством. Главное, чтобы её действие казалось неискушенному наблюдателю совершенно контринтуитивным.
Magic Materials
В инженерном департаменте Университетского колледжа Лондона Зоуи Лафлин окружают, запакованные в картонные коробки, сотни самых удивительных субстанций на Земле. Один за другим, она достаёт невероятные материалы из их контейнеров - аэрогель, которым ловят звёздную пыль, кричащий металл, песок, который не намокает - рассказывая нам о наиболее интересных образцах её библиотеки. Зоуи - креативный директор Института Создания (Institute of Making) и куратор его бесценной Библиотеки Материалов - обширной и непрерывно пополняющейся коллекции интересных и, на первый взгляд, невозможных субстанций. Она собиралась в течение нескольких лет при поддержке содиректоров Мартина Конрина и Марка Миодовника, которые находили и добывали образцы из исследовательских лабораторий и мастерских энтузиастов по всему миру.
“Мы хотим собрать все эти материалы вместе в специально отведённом пространстве, открытом публике - говорит Лафлин - уделяя внимание всему, от искусства до науки, ремесла, инженерии, дизайна и музыкальности материалов.”
Песок, который не может намокнуть
1/8 Эти песчинки были покрыты триметилсиланолом, химическим составом, который заставляет их отталкивать воду. Гидрофобная природа покрытия означает, что песчинки избегают влаги и собираются в комочки необычных форм за счет того, что вещество стремиться сократить площадь контактирующей с водой поверхности.
И вот отличная реклама какой-то подобной технологии:
Самое твёрдое вещество, созданное человеком
2/8 Шарик из нитрида кремния, сверхтвёрдого керамического материала, которым можно дробить бетон и оставлять кратеры на твёрдых поверхностях. Это второй по твёрдости материал после алмаза - а значит только алмаз может его поцарапать. В такой форме его используют в шарикоподшипниках бурового и горно-шахтного оборудования сверхвысокого давления.
И тут нашлась какая-то реклама, где его используют для имплантов:
Твёрдое небо
3/8 Сверхлёгкий силикатный аэрогель, разработанный Лабораторией Реактивного Движения NASA, обладает таким нежно голубым оттенком по той же причине, что и небо: так рассеивается свет, проходя сквозь него (рэлеевское рассеяние). Из-за такого голографического внешнего вида исследователи назвали его “твёрдое небо”. В NASA он был создан для сбора звёздной пыли, но сейчас, благодаря своим фантастическим теплоизолирующим свойствам, нашёл себе и коммерческое применение.
UPD: пальму первенства у силикатного аэрогеля отобрал аэрографен.
Питер Тсоу (Peter Tsou) с образцом аэрогеля в Лаборатории Реактивного Движения, Калифорнийский Технологический Университет.
132 ячейки с аэрогелем аппарата Stardust.
Про аэрогель от Квестлаб:
Шоколадка на аэрогеле:
Несколько типичных фотографий, которыми иллюстрируют его теплоизолирующую способность:
А здесь его добывают в домашней мастерской.
Вещество, сращивающее кости
4/8 Биостекло, разработанное для вживления в человеческое тело, размывает грань между живыми и неживыми материалами. Вставка из него, будучи имплантированной, начинает растворяться и действовать одновременно как питание и остов для формирования новой кости. Она содержит стволовые клетки и протеин, и после имплантации на её месте постепенно формируется костная ткань. Со временем, у пациента не остаётся имплантата. Только полноценная кость.
Флуоресцентные молекулы
5/8 В этих стеклянных флаконах - две разных прозрачных жидкости, в которых растворён один и тот же краситель, Нильский красный. Его молекулы, контактируя с жидкостями различной полярности, флуоресцируют на разных частотах, демонстрируя многообразие светящихся цветов. Жёлтая на вид жидкость - Нильский красный в гексане, растворителе, нередко входящем в состав сильных клеев. Красная жидкость - Нильский красный в ацетоне, растворителе, который обычно используют в средствах для снятия лака.
Такие реакции широко применяются в биологии, при исследовании характеристик и поведения клеток, будь те клетки жировыми или раковыми. Это позволяет исследователям наблюдать, как они реагируют на разные препараты и условия внешней среды.
Нильский Красный при дневном и ультрафиолетовом освещении в разных растворах.
Слева направо: 1. вода, 2. метанол, 3. этанол, 4. ацетонитрил, 5. диметилформамид, 6. ацетон, 7. этилацетат, 8. дихлорметан, 9. н-гексан, 10. метил-трет-бутиловый эфир, 11. циклогексан, 12. толуол.
Сверхэффективная проводящая плитка.
6/8 Ввиду его выдающихся проводящих свойств, нитрид алюминия в малых количествах повсеместно используется в различном электронном оборудовании. В форме крупной плитки его теплопроводная способность проявляется более очевидно: если вы возьмёте её в руку, она будет проводить тепло вашего тела так эффективно, что сможет резать лёд, будто масло.
Вот здесь есть видео с New Scientist, где ею нарезают кубик льда. Встроить, к сожалению, не удалось.
Магнитная жидкость
7/8 Феррофлюид меняет свою вязкость под воздействием магнитного поля. Взвешенные в маслянистой жидкости наночастицы оксида железа, вместо того чтобы быть вытолкнутыми из раствора когда когда к нему подносят магнит, толкают вместе с собой и молекулы коллоидной жидкости, благодаря чему её поверхность приобретает характерную игольчатую форму.
Фактически, эта фотография - наглядное представление линий магнитного поля, исходящих от расположенного под веществом магнита. Сейчас феррофлюид применяется в качестве рабочей жидкости в поршнях гидравлической подвески, где изменение магнитного поля делает подвеску мягче или жёстче. Также ферромагнитные жидкости можно обнаружить в жёстких дисках, где они образуют жидкие уплотнительные устройства вокруг вращающихся осей.
“Дышащая” феррофлюидная скульптура:
Феррофлюидное веселье:
Сверхпрочная нить
8/8 Пучок тонких волокон, по сути состоящих из чистой стали. Каждая ниточка имеет толщину не больше чем у человеческого волоса, но при этом остаётся впечатляюще крепкой. Из стальных нитей можно вить пряжу, мягкую как хлопок и прочную как, что не удивительно, сталь. А также эти волокна можно сочетать с другими материалами, чтобы добавить прочности, эластичности или проводимости.
Любая достаточно развитая технология неотличима от магии.
Я наконец-то выволоку сюда статью о необычных материалах из дорогого Wired.co.uk, добавив в неё чуть больше иллюстраций. Там она носила название "Magic Materials", чем сразу наводила на мысли об одном английском фантасте и трёх его законах.
Но ведь технологии не обязательно быть сложной, чтобы казаться волшебством. Главное, чтобы её действие казалось неискушенному наблюдателю совершенно контринтуитивным.
Magic Materials
В инженерном департаменте Университетского колледжа Лондона Зоуи Лафлин окружают, запакованные в картонные коробки, сотни самых удивительных субстанций на Земле. Один за другим, она достаёт невероятные материалы из их контейнеров - аэрогель, которым ловят звёздную пыль, кричащий металл, песок, который не намокает - рассказывая нам о наиболее интересных образцах её библиотеки. Зоуи - креативный директор Института Создания (Institute of Making) и куратор его бесценной Библиотеки Материалов - обширной и непрерывно пополняющейся коллекции интересных и, на первый взгляд, невозможных субстанций. Она собиралась в течение нескольких лет при поддержке содиректоров Мартина Конрина и Марка Миодовника, которые находили и добывали образцы из исследовательских лабораторий и мастерских энтузиастов по всему миру.
“Мы хотим собрать все эти материалы вместе в специально отведённом пространстве, открытом публике - говорит Лафлин - уделяя внимание всему, от искусства до науки, ремесла, инженерии, дизайна и музыкальности материалов.”
Песок, который не может намокнуть
1/8 Эти песчинки были покрыты триметилсиланолом, химическим составом, который заставляет их отталкивать воду. Гидрофобная природа покрытия означает, что песчинки избегают влаги и собираются в комочки необычных форм за счет того, что вещество стремиться сократить площадь контактирующей с водой поверхности.
Click to viewИ вот отличная реклама какой-то подобной технологии:
Самое твёрдое вещество, созданное человеком
2/8 Шарик из нитрида кремния, сверхтвёрдого керамического материала, которым можно дробить бетон и оставлять кратеры на твёрдых поверхностях. Это второй по твёрдости материал после алмаза - а значит только алмаз может его поцарапать. В такой форме его используют в шарикоподшипниках бурового и горно-шахтного оборудования сверхвысокого давления.
И тут нашлась какая-то реклама, где его используют для имплантов:
Твёрдое небо
3/8 Сверхлёгкий силикатный аэрогель, разработанный Лабораторией Реактивного Движения NASA, обладает таким нежно голубым оттенком по той же причине, что и небо: так рассеивается свет, проходя сквозь него (рэлеевское рассеяние). Из-за такого голографического внешнего вида исследователи назвали его “твёрдое небо”. В NASA он был создан для сбора звёздной пыли, но сейчас, благодаря своим фантастическим теплоизолирующим свойствам, нашёл себе и коммерческое применение.
UPD: пальму первенства у силикатного аэрогеля отобрал аэрографен.
Питер Тсоу (Peter Tsou) с образцом аэрогеля в Лаборатории Реактивного Движения, Калифорнийский Технологический Университет.
132 ячейки с аэрогелем аппарата Stardust.
Про аэрогель от Квестлаб:
Шоколадка на аэрогеле:
Несколько типичных фотографий, которыми иллюстрируют его теплоизолирующую способность:
А здесь его добывают в домашней мастерской.
Вещество, сращивающее кости
4/8 Биостекло, разработанное для вживления в человеческое тело, размывает грань между живыми и неживыми материалами. Вставка из него, будучи имплантированной, начинает растворяться и действовать одновременно как питание и остов для формирования новой кости. Она содержит стволовые клетки и протеин, и после имплантации на её месте постепенно формируется костная ткань. Со временем, у пациента не остаётся имплантата. Только полноценная кость.
Флуоресцентные молекулы
5/8 В этих стеклянных флаконах - две разных прозрачных жидкости, в которых растворён один и тот же краситель, Нильский красный. Его молекулы, контактируя с жидкостями различной полярности, флуоресцируют на разных частотах, демонстрируя многообразие светящихся цветов. Жёлтая на вид жидкость - Нильский красный в гексане, растворителе, нередко входящем в состав сильных клеев. Красная жидкость - Нильский красный в ацетоне, растворителе, который обычно используют в средствах для снятия лака.
Такие реакции широко применяются в биологии, при исследовании характеристик и поведения клеток, будь те клетки жировыми или раковыми. Это позволяет исследователям наблюдать, как они реагируют на разные препараты и условия внешней среды.
Нильский Красный при дневном и ультрафиолетовом освещении в разных растворах.
Слева направо: 1. вода, 2. метанол, 3. этанол, 4. ацетонитрил, 5. диметилформамид, 6. ацетон, 7. этилацетат, 8. дихлорметан, 9. н-гексан, 10. метил-трет-бутиловый эфир, 11. циклогексан, 12. толуол.
Сверхэффективная проводящая плитка.
6/8 Ввиду его выдающихся проводящих свойств, нитрид алюминия в малых количествах повсеместно используется в различном электронном оборудовании. В форме крупной плитки его теплопроводная способность проявляется более очевидно: если вы возьмёте её в руку, она будет проводить тепло вашего тела так эффективно, что сможет резать лёд, будто масло.
Вот здесь есть видео с New Scientist, где ею нарезают кубик льда. Встроить, к сожалению, не удалось.
Магнитная жидкость
7/8 Феррофлюид меняет свою вязкость под воздействием магнитного поля. Взвешенные в маслянистой жидкости наночастицы оксида железа, вместо того чтобы быть вытолкнутыми из раствора когда когда к нему подносят магнит, толкают вместе с собой и молекулы коллоидной жидкости, благодаря чему её поверхность приобретает характерную игольчатую форму.
Фактически, эта фотография - наглядное представление линий магнитного поля, исходящих от расположенного под веществом магнита. Сейчас феррофлюид применяется в качестве рабочей жидкости в поршнях гидравлической подвески, где изменение магнитного поля делает подвеску мягче или жёстче. Также ферромагнитные жидкости можно обнаружить в жёстких дисках, где они образуют жидкие уплотнительные устройства вокруг вращающихся осей.
“Дышащая” феррофлюидная скульптура:
Феррофлюидное веселье:
Сверхпрочная нить
8/8 Пучок тонких волокон, по сути состоящих из чистой стали. Каждая ниточка имеет толщину не больше чем у человеческого волоса, но при этом остаётся впечатляюще крепкой. Из стальных нитей можно вить пряжу, мягкую как хлопок и прочную как, что не удивительно, сталь. А также эти волокна можно сочетать с другими материалами, чтобы добавить прочности, эластичности или проводимости.