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9 matériaux intéressants qui pourraient façonner l'avenir

9 matériaux intéressants qui pourraient façonner l'avenir


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Les matériaux du futur ne sont pas seulement un mot à la mode, c'est un domaine passionnant avec des développements qui pourraient très bien susciter de grandes innovations pour tout, des matériaux de construction aux vêtements. Dans cet article, nous examinerons 9 matériaux intéressants qui pourraient devenir monnaie courante dans nos vies. Cette liste est loin d'être exhaustive et sans ordre particulier.

N'hésitez pas à ajouter toutes les suggestions que vous souhaitez voir dans la section commentaires.

Aérogel

Airgel est un truc assez incroyable et détient en fait des records dans le livre Guinness des records. On l'appelle aussi parfois «fumée congelée». Ce matériau est constitué de gels liquides séchés supercritiques d'alumine, de chrome, d'oxyde d'étain ou de carbone. L'aérogel est un espace vide à 99,8%, ce qui le rend semi-transparent. Ok, je sais que la plupart des choses sont en fait un espace vide lorsque vous arrivez au niveau atomique, mais vous savez ce que je veux dire! L'aérogel est un excellent isolant, par exemple, vous pouvez poser des crayons de couleur sur un morceau d'aérogel et chauffer par le bas avec un chalumeau, devinez quoi, ils ne fondront pas!

Ce matériau a une superficie incroyable au sein de leurs structures fractales internes. Un cube avec une dimension de 2,54 cm de ce matériau a une surface interne équivalente à un terrain de football entier. Avec sa très faible densité, l'Aérogel peut être utilisé dans les futures armures militaires grâce à ses propriétés isolantes. L'aérogel de graphène, par exemple, a une densité inférieure à l'hélium et n'est que le double de celle de l'hydrogène à0,16 mg / cm3.

[Source de l'image: JovanCormac via Wikimedia Commons]

Soie d'araignée artificielle

La soie d'araignée est littéralement une matière merveilleuse naturelle, mais elle s'est avérée difficile à synthétiser. De nombreuses institutions ont travaillé sur le problème mais une start-up japonaise appelée Spiber l'a peut-être résolu. Ils ont réussi à décoder le gène responsable de la production de fibroïne chez les araignées. Cette protéine clé est utilisée pour créer les brins de soie super résistants.

Après avoir craqué le composant clé, l'entreprise a développé des bactéries bio-ingénierie qui permettront sa production de masse. Ils peuvent même créer un nouveau type de soie en 10 jours, du concept au produit final. Les bactéries sont nourries de sucre, de sel et d'autres micronutriments pour produire en retour des protéines de soie. On dirait un commerce équitable. Cette protéine est ensuite transformée en une poudre fine, filée et traitée pour créer des fibres, des composites et en fait, n'importe quoi. Un seul gramme de fibroïne peut produire9 km de soie!

Nanotubes de carbone

Les nanotubes de carbone sont de longues chaînes de carbone maintenues ensemble par des liaisons sp2 plus fortes que les liaisons sp3 des diamants! Ces structures remarquables ont d'innombrables propriétés étonnantes. Ceux-ci incluent le transport d'électrons balistique, idéal pour l'électronique, car leur résistance à la traction est très élevée, ce qui en fait un candidat pour des applications potentielles telles que les ascenseurs spatiaux.

Les nanotubes de carbone ont des forces spécifiques allant jusqu'à48 000 kN.m / kg, plus résistant que la plupart des autres matériaux connus. L'acier à haute teneur en carbone, à titre d'exemple, est 154 kN.m / kg. Les nanotubes sont donc environ 300 fois plus résistants que l'acier! Vous pourriez construire des tours incroyablement hautes, peut-être des kilomètres de haut, avec un matériau comme celui-ci.

Métamatériaux

Ces matériaux sont tout ce qui tire leurs propriétés de leur structure plutôt que de leur composition. Ils ont été utilisés pour créer des "capes d'invisibilité" micro-ondes, des capes d'invisibilité 2D et d'autres matériaux aux propriétés optiques inhabituelles. La nacre, par exemple, est un exemple de métamatériau naturel qui lui donne sa belle couleur arc-en-ciel. Certains métamatériaux ont même des indices de réfraction négatifs. Cela pourrait leur permettre d'être utilisés pour créer des "super-lentilles" qui résolvent des caractéristiques plus petites que la longueur d'onde de la lumière! Une technologie appelée imagerie sous-longueur d'onde, un terme simple et explicite, nous aimons ça.

Les métamatériaux pourraient être utilisés dans des optiques à réseau phasé qui rendraient des hologrammes parfaits sur un affichage 2D. Génial.

Métal amorphe

Les métaux amorphes, ou verres métalliques, sont essentiellement des métaux avec une structure atomique désordonnée. Ils peuvent avoir jusqu'à deux fois la résistance de l'acier. En raison de leur structure, ils peuvent disperser l'énergie d'impact de manière très efficace, encore plus que le cristal métallique. Ces matériaux sont formés en refroidissant rapidement le métal fondu avant qu'il n'ait eu le temps d'aligner sa structure cristalline.

Ils pourraient être utilisés par l'armée pour la prochaine génération d'armures, mais sont actuellement utilisés pour les munitions perforantes. Ils trouvent également des applications dans les réseaux électriques, notamment les transformateurs en métal amorphe.

Mousse métallique

La mousse métallique est créée en ajoutant un agent moussant et de l'hydrure de titane en poudre à l'aluminium fondu que vous laissez ensuite refroidir. Ce processus produit une substance très forte qui est très légère, c'est 75-95% espace vide après tout. En raison de son rapport résistance / poids élevé, les mousses métalliques ont été proposées comme matériaux de construction potentiels pour les colonies spatiales. Certaines de ces mousses métalliques peuvent en fait flotter dans l'eau, ce qui pourrait signifier qu'elles auraient des applications pour les villes flottantes.

Alumine transparente

L'alumine transparente est environ trois fois plus résistante que l'acier, en plus elle est transparente. Cela conduit à un certain nombre d'applications potentielles pour ce matériau. Vous pouvez en revêtir un gratte-ciel entier. Les horizons futurs pourraient ressembler davantage à une série de points noirs flottants (pour les pièces privées) qu'aux monolithes d'aujourd'hui. Sa grande résistance pourrait également signifier qu'il a des applications comme verre pare-balles.

E-textiles

Les futurs vêtements ne seront peut-être pas seulement dictés par la nature inconstante de la mode. Ils peuvent très bien avoir intégré des textiles électroniques. Pourquoi porter un appareil alors que vous pouvez le porter? Vous pourriez même projeter des vidéos de choix "sur" vos vêtements, nous a fait penser aux Teletubbies. Pourquoi ne pas passer un appel vidéo via votre poignet ou votre paume (si vous portez des gants en textile électronique). Nous pouvons peut-être intégrer des interfaces pensée-parole à ces textiles. Les possibilités sont presque illimitées.

Certains de ces matériaux peuvent même «absorber» l'énergie de leur environnement et du mouvement cinétique, etc. Ils pourraient peut-être avoir des applications à des fins médicales comme la surveillance de la santé de l'utilisateur. Génial.

Superglue moléculaire

Avez-vous déjà vécu le phénomène douloureux et souvent frustrant de coller nos doigts avec de la super colle traditionnelle? Oui, c'est ennuyeux, mais pouvez-vous en imaginer un qui se lie au niveau moléculaire? Des chercheurs de l'Université d'Oxford ont réussi à créer une telle colle. Une solution inspirée par rien de moins queStreptococcus pyogenes, la bactérie mangeuse de chair!

L'équipe a examiné une seule protéine de la bactérie, à savoir celle qu'elle utilise pour se lier aux cellules humaines. À partir de là, ils ont développé une colle qui forme des liaisons covalentes lorsqu'elle entre en contact avec une protéine partenaire. La liaison est incroyablement forte, lors des tests, l'équipement utilisé pour mesurer sa résistance s'est cassé avant que la colle ne le fasse! Il ne reste plus qu'à développer un moyen d'incorporer les protéines dans d'autres structures afin de créer des colles sélectives incroyablement fortes!

Sources:Canot de sauvetage, Gizmodo

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