Самые лёгкие и прочные материалы на Земле
Самые лёгкие и необычайно прочные материалы называют будущим строительства. Эти материалы помогут создавать более энергоэффективные и экологически чистые объекты во всех сферах жизни людей — от медицинских технологий до транспорта.
#img_center_nostream#
підтриматиВелика Епоха (The Epoch Times) — це незалежне міжнародне видання без впливу будь-яких політичних чи економічних структур. Щоб працювати далі, нам потрібна ваша підтримка.
Среди множества инновационных материалов, которые не так давно казались просто фантастикой, особо передовыми и перспективными являются:
Созданный из чистого углерода этот ультратонкий графен считается одним из самых прочных материалов на Земле. Но недавно исследователи из Массачусетского технологического института смогли превратить двухмерный графен в трёхмерную структуру. Они создали новый материал с губчатой структурой. Плотность 3D-графена равна всего 5 процентам от плотности стали, но благодаря особой структуре он в 10 раз прочнее стали.
По словам создателей, 3D-графен имеет большой потенциал применения во многих областях.
Что касается его технологии создания, то её можно применить и для других материалов, от полимеров до конструкционного бетона. Это позволит не только производить структуры, которые прочнее и легче, но и имеющие повышенные изоляционные свойства. Кроме того, пористые структуры могут быть использованы в системах фильтрации воды или отходов химических заводов.
Весной прошлого года группа австрийских исследователей успешно синтезировала карбин (Carbyne) — форму углерода, которая является самой прочной из всех известных материалов и даже превосходит графен.
Карбин состоит из одномерной цепочки атомов углерода, которая химически активна, что делает её очень сложной для синтеза. Считается, что негибкий материал в два раза прочнее углеродных нанотрубок. Карбин может применяться в наномеханике, нано- и микроэлектронике.
Созданный из сети пористых углеродных трубок, аэрографит представляет собой синтетическую пену. Это один из самых лёгких конструкционных материалов, созданных когда-либо. Аэрографит разработали исследователи из Университета Киля и Технического университета Гамбурга. Аэрографит может быть изготовлен в различных формах, его плотность всего 180 г/м3, что в 75 раз легче, чем пенополистирол. Этот материал можно использовать в электродах литий-ионных батарей, чтобы уменьшить их вес.
#img_center_nostream#
Известный также как графен-аэрогель, это лёгкий материал с плотностью всего 0,16 млг/см3, что в 7,5 раза меньше плотности воздуха. К тому же это очень эластичный материал, и он способен поглотить до 900 раз больше масел и воды, чем весит сам. Это свойство аэрографена очень важно: он сможет поглощать разливы нефти в океанах.
Подобными свойствами обладает губка Oleo Sponge, которая уже тестируется исследователями из Аргонны.
#img_center_nostream#
Металлическая микрорешётка — один из самых лёгких конструкционных материалов. Это синтетическая пористая структура, изготовленная из никель-фосфорных нитей, которые в 1000 раз тоньше человеческого волоса. Плотность микрорешётки 0,9 млг/см3.
Потенциальные области её применения — автомобилестроение, авиационная техника и многое другое.
Морское блюдечко — это общее название, данное водным улиткам с раковинами, имеющими широкую коническую форму.
Исследователи из Портсмутского университета обнаружили, что у морских блюдечек невероятно крепкие зубы, и они могут быть сверхпрочным материалом в мире. В основе Limpet teeth — минерально-белковый композит, состоящий из плотно упакованных минеральных волокон. Благодаря этому он даже прочнее паутины. Искусственный композиционный материал, созданный по подобию limpet teeth, может применяться для конструирования прочных самолётов, автомобилей, пуленепробиваемых жилетов, компьютерной электроники и даже зубных пломб.
По материалам: Inhabitat.
США: создан самый легкий искусственный материал на свете
Подпишитесь на нашу рассылку ”Контекст”: она поможет вам разобраться в событиях.
Автор фото, SCIENCE
Подпись к фото,Ученые считают, что новый материал не имеет равных себе по легкости и прочности
Американские физики и инженеры создали самый легкий на планете искусственный материал.
Он состоит из решетки, образованной тончайшими металлическими трубками. Этот материал в 100 раз легче пенопласта и обладает необычайно высокой способностью поглощать энергию.
Он может найти применение в конструкции аккумуляторных батарей будущего, а также в различных амортизационных устройствах.
Группа исследователей из университета Калифорнии в Ирвине, лаборатории HRL и Калифорнийского технологического института опубликовала сообщение о новом материале в журнале Science.
«Самым трудным оказалось создание микрорешетки из переплетенных пустотелых трубок, имеющих толщину стенок в тысячу раз меньше, чем толщина человеческого волоса», — говорит ведущий автор доктор Тобиас Шедлер.
Полученный материал имеет плотность всего 0,9 миллиграмма на кубический сантиметр.
Для сравнения, плотность кремниевых аэрогелей, которые до сих пор считались легчайшими в мире материалами, составляет 1,0 мг/куб.см.
Металлические микрорешетки оставляют их позади, потому что они состоят на 99,99% из воздуха.
Исследователи указывают, что прочность этого материала объясняется его упорядоченной структурой.
В отличие от него, аэрогели и металлизированная пена имеют аморфную структуру. Это означает, что они обладают меньшей прочностью, упругостью и способностью поглощать энергию, чем те исходные материалы, из которых они образованы.
Пропустить Подкаст и продолжить чтение.
Подкаст
Что это было?
Мы быстро, просто и понятно объясняем, что случилось, почему это важно и что будет дальше.
эпизоды
Конец истории Подкаст
Уильям Картер, участник этого проекта из лаборатории HRL, сравнил новый материал с более крупными конструкциями с низкой плотностью.
«Современные здания — например, Эйфелева башня или мост Золотые ворота в Сан-Франциско — также обладают огромной прочностью и низким весом благодаря своей архитектуре, — говорит он. — Мы привнесли этот принцип в область наноконструирования новых материалов».
При испытаниях эти микрорешетки подвергались механическому сжатию до половины своего объема. После устранения нагрузки материал восстанавливался до 98% своего первоначального объема и формы.
После первого такого воздействия материал становился менее прочным и упругими, но дальнейшие нагрузки практически не ухудшали его свойства.
«Этот материал на самом деле становится все прочнее по мере уменьшения размеров микрорешетки, — заявил участник проекта Лоренцо Валдевит. — Если соединить это свойство с возможностью менять архитектуру микрорешетки, то мы получим уникальный пористый материал».
Инженеры считают, что этот материал, который пока не имеет названия, может найти применение как основа для катализаторов с большой площадью поверхности, электроды для аккумуляторных батарей или поглотитель ударов, звуковых колебаний и вибраций.
Самый тонкий, легкий и прочный материал в мире готов произвести революцию в технологии носимых устройств
Крупный план основных минералов графена
Ни для кого не секрет, что мы живем во времена высоких технологий. Возможно, нигде технологии не используются более открыто, чем в спортивной индустрии. Новые технологии, которые спортсмены носят, чтобы помочь им подготовиться, выступить и восстановиться, стали повсеместными в спортивной сфере.
Эту тенденцию можно конкретно классифицировать как «активные носимые технологии».
Тиг Иган, соучредитель и генеральный директор 1st Round Athletics, последние три года работал с талантливой командой над разработкой новой технологии носимых устройств под названием EnergyDNA™, которую он описывает как «золотой стандарт носимых устройств». технологии могут уйти». В прошлом такие компании, как Nike, Under Armour и другие, разрабатывали носимые технологии, которые позволяют пользователям отслеживать различные жизненные показатели, пока они передвигаются и занимаются спортом, но на этом технология пока не остановилась. После этого пользователь может просматривать соответствующую информацию, анализируя ее, чтобы попытаться улучшить свое следующее спортивное усилие.
1st Round Athletics, однако, имеет в виду другую миссию. Как и рубашка для осанки AlignMed, EnergyDNA™ работает с телом пользователя, чтобы улучшить его работу, пока он или она активно играет или тренируется. «Есть три вещи, которые влияют на ваше тело: что вы в него вкладываете, например, витамины или питательные вещества, как вы двигаете его с помощью упражнений и что вы на него надеваете, одежду.
Наша технология включает в себя то, что вы наносите на свое тело, чтобы дать вам физиологический импульс. Одежда, которую вы носите, должна влиять на ваше тело», — сказал Иган. «Тенденция уже идет по этому пути с компрессионной одеждой, влагоотводящими продуктами и одеждой, которая, как утверждается, увеличивает кровообращение».
Эти другие технологии изготовления тканей привлекли внимание Игана два года назад, когда он начал разрабатывать свою собственную технологию вместе с главным научным сотрудником Трентоном Хоринеком. EnergyDNA™ станет первым в мире двухкомпонентным графеновым волокном.
«Графен меняет всю игру волокон и тканей наилучшим образом», — сказал Хоринек. «Я работаю в этой сфере более шести лет и никогда не видел ничего столь же мощного и с таким большим потенциалом, как это двухкомпонентное графеновое волокно. Сказать, что я был взволнован, когда Тиг подошел ко мне с этой идеей, было бы преуменьшением».
На графике см. нано-изображения двухкомпонентных графеновых волокон.
Иган наткнулся на использование графена, когда работал в бывшей компании, которая использовала серебро в своих носимых технологиях. Серебро — важный элемент носимой техники, которую использует Lululemon, потому что оно буквально уничтожает бактерии и предотвращает запахи, возникающие при потоотделении. Иган читал об использовании графена в гораздо более широком масштабе, например, для питания самолетов батареями, которые значительно уменьшат вес самолета, или телефонов, которые можно физически согнуть, не опасаясь сломать. Он осознал непрактичность этого, но также увидел направление, которое заинтриговало его достаточно, чтобы пойти своим путем с элементом.
Свойства EnergyDNA™ повышенной выносливости, ограниченной утомляемости и сокращенного времени восстановления возможны, поскольку графен является самым теплопроводным материалом в мире. Обнаруженный в 2004 году графен также является первым в мире двумерным материалом. Теплопроводность рассчитывается как Вт·м-1·К-1 (Ватт, умноженное на метры до отрицательной первой степени, умноженное на кельвины до отрицательной первой степени).
Согласно списку теплопроводных материалов Википедии, графен имеет мощность (5300 ± 480 Вт·м-1·K-1) по сравнению с медью (360 ± 10 Вт·м-1·K-1). Это означает, что графен примерно в тринадцать раз (13 раз) более теплопроводен, чем медь, которая известна в нашем обществе как основной продукт для передачи энергии и электрического тока. Высокий порог теплопроводности графена позволил Первому кругу по легкой атлетике думать не только о текстиле.
В приложении см. Сравнение теплопроводности графена и теплопроводности меди согласно Википедии.
Если спортсмен может увеличить кровообращение в своем теле, что позволяет его телу перемещать кислород с большей эффективностью, усталость почти уходит в прошлое. Кислород также действует как очиститель крови, а это означает, что более насыщенная кислородом кровь поможет вывести молочную кислоту из крови и мышц гораздо быстрее. «Этого открытия достаточно, чтобы по-настоящему разрушить всю нашу отрасль. Волокна графена могут полностью изменить наши представления об одежде», — сказал Иган.
Помимо того, что графен является самым теплопроводным материалом в мире, он также является самым тонким, легким и прочным материалом из когда-либо полученных благодаря своей двумерной форме. По данным CNN, он в 200 раз прочнее стали и тверже алмаза. Он настолько легкий, что если бы у вас был лист графена размером с футбольное поле, вы могли бы держать его между большим и указательным пальцами, не сгибая и не ломая его. Соотношение веса и прочности позволяет создать сегмент одежды, который кажется таким же легким, как перышко, но более прочным, чем кевлар.
Иган также назвал эти свойства графена одним из самых больших препятствий на пути использования этого элемента. Графен имеет толщину всего около одного атома, и поскольку он представляет собой тонкий лист материала, его очень трудно извлечь, правильно смешать, а затем извлечь из смеси, чтобы внедрить в технологию, не теряя при этом часть своей эффективности.
Волокно EnergyDNA™, запатентованное Иганом, является катализатором химической реакции, которая увеличивает циркуляцию в ваших капиллярах и, в конечном итоге, увеличивает приток кислорода к вашей мышечной ткани из-за теплопроводности графена и того, как это взаимодействие проявляется на физиологическом уровне.
«Мы знали, что приближаемся к чему-то важному, когда проводили исследование и поняли, что этого никогда раньше не делали», — сказал Иган. «Мы сразу же подали заявки на наши предварительные патенты, которые были одобрены в прошлом году. Теперь сторонние компании уже проявляют интерес к нашей технологии».
По мнению Игана и Хоринека, эта одежда будущего может оказать многочисленные положительные эффекты на организм спортсмена, включая повышение производительности и улучшение кровотока, что является святым Граалем для улучшения спортивных результатов. . «Мир спорта изменится. Он будет больше и лучше, с большим количеством участников и более здоровым образом жизни в целом только благодаря силе графена», — заявляет Хоринек.
EnergyDNA™ — главная технология, над которой сейчас работают Иган и 1st Round Athletics. Ранее компания производила одежду для мужчин и женщин, в том числе линию SmartShield Compression для мужчин, а также линию Lifted Seamless для обоих полов. Тем не менее, Иган и его команда столкнулись с некоторыми трудностями на раннем этапе, когда продвигали компанию в этом направлении.
«Идея заключалась в том, чтобы стать следующим Nike и стать следующим крупным производителем одежды, и способ, которым мы собирались отличиться, заключался в этой инновационной технологии. Однако это оказалось намного дороже, чем я думал», — сказал Иган. «Все расходы, связанные с наличием запасов, накладными расходами и маркетингом, а также наша текущая позиция в попытках заставить технологию действительно работать, заставили нас решить, что это не правильный путь для нас, чтобы пойти с EnergyDNA ™».
Недавно компания решила изменить свое направление и сосредоточиться только на базовой технологии EnergyDNA™. Новое положение, в котором Иган поставил свою компанию, по сути является беспроигрышным как для 1st Round Athletics, так и для других компаний, производящих спортивную одежду. Игану не нужно полностью развивать свою собственную компанию, чтобы конкурировать с этими другими национальными брендами, вместо этого он может работать с ними через лицензионные соглашения или продавать EnergyDNA™.
В конце концов, обе компании выиграют от сотрудничества больше, чем от потенциальной конкуренции.
Помимо EnergyDNA™, 1st Round Athletics занимается разработкой нескольких технологий обуви, в основном таких, которые называются Ellipse™ и Pillar™. Технология Ellipse™ — это первая в мире обувь с полной подвеской, которая, как надеется Иган, поможет преодолеть барьер двухчасового марафона. В настоящее время мировой рекорд составляет два часа, две минуты и 57 секунд.
Обувь состоит из двух эллипсоидных цилиндров из графена и углеродного волокна, один в передней части стопы и один в пятке. Когда бегун идет полным ходом, удар с пятки на носок благодаря этой технологии возвращает пользователю значительное количество кислорода, позволяя ему использовать меньше кислорода при беге на ту же дистанцию. Это явление восполнения дает бегуну возможность бежать дольше, потому что он или она не будет терять столько кислорода, поскольку он возвращается в тело.
«Здесь мы используем графен совершенно по-другому.
Благодаря превосходному весу и огромной прочности элемент подвески этой обуви позволяет бегуну выполнять тот же объем работы, используя меньше кислорода и энергии», — сказал Иган. «Шарнир в передней части стопы, где передний эллипс встречается с межподошвой из пеноматериала, позволяет стопе естественным образом сгибаться во время шагов. Это ощущение заставляет вас чувствовать, что вы всегда бежите вниз».
Технология Pillar™ является скорее дополнением к обуви, чем Ellipse™, которая представляет собой совершенно новый тип обуви. Эта технология разработана, чтобы быть лучшим стабилизатором и защитой от ударов, который может быть у любого бегуна или бегуна.
«Сзади сбоку на ботинке есть небольшие столбики, похожие на те, куда уходил исходный воздушный пузырь. Pillar™ не так эффективен, как Ellipse™, просто потому, что Ellipse™ — революционная технология, призванная изменить отрасль», — сказал Иган. «Pillar™ по-прежнему эффективен, но это скорее еще одна новая технология. Это визуально стимулирует и отличается, но это скорее дизайнерская инновация.
У него есть функциональные аспекты, но они не так меняют правила игры, как Ellipse».
Цель Игана в 1-м круге по легкой атлетике — помочь миллионам людей во всем мире улучшить свою жизнь с помощью EnergyDNA™. На ранних этапах у него уже есть несколько крупных спортивных брендов, очень заинтересованных в приобретении продукции его компании.
Если 1st Round Athletics сможет воплотить любую из этих технологий в жизнь, ее рыночная доля, похоже, взлетит до небес, и это создаст хорошие условия для приобретения. Крупные бренды в наши дни развиваются в более традиционном масштабе, но всегда стремятся к инновациям, заключая сделки по лицензированию или даже приобретая технологии у небольших компаний, таких как 1st Round Athletics. «Это может стать следующим важным шагом для развития бренда. С EnergyDNA™ любой бренд, использующий нашу технологию, получит преимущество над конкурентами», — сказал Иган.
[Решен], который является самым сильным и самым легким известным Matii
- Tungsten
- Lithium
- Graphene
- TITANIUM
Опция 3: Graphen 9000AR. (История)10 вопросов
10 баллов
7 минут
3) Графен
- Группа исследователей Массачусетского технологического института создала самый прочный и легкий материал в мире, известный человеку. Графен состоит из чрезвычайно тонкого листа атомов углерода, расположенных в двух измерениях.
- Это в 10 раз прочнее стали , с плотностью всего в пять процентов.
1) Вольфрам
- Вольфрам представляет собой металл тусклого серебристого цвета с самой высокой температурой плавления среди всех чистых металлов . Также известен как Вольфрам .
- Вольфрам широко используется в качестве нити накала в лампах накаливания .
- Сплавы вольфрама: Металлический вольфрам можно комбинировать с другими металлами для повышения их прочности и устойчивости к износу и коррозии. Благодаря этим полезным свойствам стальные сплавы часто содержат вольфрам. Многие быстрорежущие стали, используемые в режущих и обрабатывающих инструментах, таких как пилы, содержат около 18% вольфрама.
2)Литий
- Литий – мягкий, серебристо-белый щелочной металл , самый легкий металл и самый легкий твердый элемент.
- литий является высокореактивным и легковоспламеняющимся и должен храниться в минеральном масле.
- Используется при производстве самолетов и некоторых аккумуляторов . Он также используется в психиатрии: Карбонат лития является распространенным средством лечения биполярного расстройства , помогая стабилизировать резкие перепады настроения, вызванные болезнью.
4) Титан
- Титан — прочный и легкий металл. Сплавы, содержащие титан, известны своей высокой прочностью, малым весом и коррозионной стойкостью. Будучи прочным, как сталь , титан примерно на 40% легче по весу т .
- Титановые сплавы используются в аэрокосмической промышленности, медицинской промышленности, химической и военной технике, спортивном оборудовании.
Сплавы, содержащие титан, известны своей высокой прочностью, малым весом и коррозионной стойкостью. Будучи прочным, как сталь , титан примерно на 40% легче по весу т .Поделиться в WhatsApp
Последние обновления UPPCL JE
Последнее обновление: 22 декабря 2022 г.
Окончательные результаты Uttar Pradesh Power Corporation Limited JE (Civil) 2022 были объявлены 10 августа 2022 года. Кандидаты могут проверить свои результаты UPPCL JE 2022 по прямой ссылке для скачивания. Отсечки для соответствующих категорий также отсутствуют. Кандидаты, которые смогли попасть в окончательный список, не должны унывать. Они должны тщательно проанализировать свои ошибки, просмотреть работы прошлых лет и вернуться в следующем году более сильными.