14 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

5 инновационных материалов

Списки5 новых материалов, которые изменят вашу жизнь

Бесконечные хранилища, интерьер, меняющий цвета, и другое

Текст

Хотя ученые открывают и изобретают новые материалы и соединения едва ли не еженедельно, до большинства из них нам нет никакого дела. Они применяются только в узкоспециализированных индустриях, в то время как почти все окружающиеся нас предметы сделаны примерно из того же, что и десятилетия назад. Look At Me отобрал и внимательно изучил пять материалов, изобретенных за последний год: из них хотят делать не только роботов и скафандры, но и те вещи, которыми все пользуются каждый день.

Самый мощный магнит
MRG — сплав из марганца,
рутения и галлия

Из неодимовых магнитов — сплава железа, бора и собственно неодима — сделаны многие накопители информации. Но ирландский физик-экспериментатор Майкл Коуи считает, что этот состав устарел. В июле 2014 года он объявил, что ему и его коллегам после многолетних экспериментов удалось получить новый сплав, на этот раз — из марганца, рутения и галлия. Получившийся материал, обозначаемый аббревиатурой MRG, называют самым мощным магнитом из существующих.

По словам Коуи, этот сплав может полностью изменить наше представление о хранении цифровых данных. Пока что не слишком вдаваясь в подробности, ученый утверждает, что на основе MRG можно сделать жесткий диск, который не будет ограничен понятиями «объем» и «скорость». Хранилище любого компьютера станет бесконечным, а данные будут перемещаться мгновенно. Но это конечная цель, а промежуточным результатом станут куда более дешевые, быстрые и вместительные HDD, которые будут реже ломаться. Теперь MRG должен пройти дополнительные испытания, но, по словам Коуи, если не возникнет никаких непредвиденных проблем, материал станут использовать в производстве уже очень скоро: IT-индустрия быстро подхватывает всё новое.

Что можно из него сделать?

Носитель с мгновенной, незаметной передачей данных

Дешевый и надежный жесткий диск на десятки и сотни терабайт

Хранилища с бесконечной вместительностью

Кристаллический материал, состоящий из игольчатых конусов

Ученые из Технологического института Карлсруэ описали свое изобретение, обнародованное в июне 2014 года, как «состоящий из игольчатых конусов кристаллический материал, структурированный с точностью меньше микрона». Говоря чуть проще: это состав, который поглощает любую форму под собой. Под тончайшим слоем этого покрытия вы не можете почувствовать никаких предметов; даже приборам для измерения обратной силы не удается их засечь.

Изобретатели приводят в пример сказку о принцессе на горошине. Принцесса может почувствовать неудобство даже под толстыми матрасами. Нанопокрытие — это такой матрас, из-под которого ничего не выпирает, и вы ничего из находящегося под ним не чувствуете. Ученые уверяют, что создавали материал исключительно в экспериментальных целях, но понимают, что его коммерческий потенциал огромен.

Что можно из него сделать?

Покрывало для пикников, под которым не чувствуются ветки и камни

Ковер, под которым исчезают провода

Одежда, элементы которой не натирают кожу

Эластомер, реагирующий на флуоресцентное структурирование

В сентябре 2014 года ученые из Массачусетского технологического института описали принцип работы «эластомера, электро-механо-химически реагирующего на флуоресцентное структурирование». За такой сложной формулировкой скрывается материал-хамелеон, реагирующий на определенные внешние явления (как естественные, так и искусственные) изменением цвета и текстуры. По сути, в MIT создали синтетику, работающую по принципу кожи осьминога. Похожие материалы уже разрабатывались под военные нужды, но, по словам ученых, из нового вещества можно делать не только камуфляж, но и одежду и предметы интерьера, а на что именно будет реагировать «осьминожья» ткань, не так уж и важно.

Что можно из него сделать?

Шторы, которые меняются в зависимости от погоды за окном

Обои, которые синхронизируются с вашим пульсом

Камуфляжная одежда, маскирующаяся под окружающую среду

Легкий, прочный
и перерабатываемый полимер, который самовосстанавливается

Из макромолекулярных цепочек полимеров состоит множество привычных вещей, от одежды и посуды до комплектующих PC. Синтетические полимеры получают путем простых реакций и превращений, причем эти способы практически не менялись десятилетиями. Но в мае 2014 года ученые из исследовательского центра компании IBM в Сан-Хосе объявили, что им удалось получить совершенно новый тип полимера, во всём превосходящий все существующие вариации. Он легкий, гораздо прочнее кости и устойчивый к растворителям, а изделия на его основе годятся для переработки.

Новый материал удалось получить благодаря так называемой вычислительной химии. При помощи лабораторных экспериментов ученые определили желаемые свойства материала, а затем в дело вступил компьютер, который высчитал, как именно мономерные звенья должны сложиться в цепочку, чтобы дать нужный эффект. Получившееся вещество, что особенно важно, может самовосстанавливаться: цепочка достраивает сама себя, устраняя небольшие повреждения. По словам Джеймса Хедрика, специалиста по органическим материалам из IBM Research, производить предметы с использованием новых полимеров будет даже дешевле, чем раньше, а сфера их применения не менее обширна: машиностроение, текстильная и пищевая промышленность, компьютерные технологии, строительство и многие другие отрасли. В то же время Хедрик признает, что продвинуть новые полимеры на рынок будет непросто: для этого огромные индустрии должны перестроиться.

Инновационные стройматериалы последнего десятилетия: краткий обзор

В последнее время на строительном рынке все активнее появляются новые необычные материалы и современные технологии. Наша статья посвящена инновациям в области строительных и отделочных материалов, существенно повлиявшим на процесс и тенденции возведения и обустройства зданий и сооружения.

«Теплые» полистирольные блоки. Зачастую чтобы придать зданию теплоизоляционные свойства приходится комбинировать бетон с дополнительными материалами. Такие многослойные конструкции имеют ограниченный слой службы, а их герметичность довольно сомнительна. Стеновые блоки из полистирола изготавливаются путем добавления в цементную смесь вспененных частиц полистирола. Продаются такие блоки с уже готовой фасадной отделкой, у них более высокие теплозащитные свойства, чем у газобетонных и пенобетонных аналогов. Стена в итоге имеет малый вес и не нуждается в дополнительном утеплении, да и процент водопоглощения минимальный.

Читать еще:  Светящиеся материалы в темноте

Пеностекло и пеноцеолит. Теплоизоляционные материалы, которые отличаются высокой экологичностью, низким водопоглощением, морозостойкие, биологически стойкие, подходят для использования даже в суровых климатических условиях. Их срок службы порядка 100 лет, основой являются туганские пески и гранулированный пеноцеолит или пеностекло.

Натуральные обои. Изделия ручной работы с неповторимым дизайном появились не так давно, но уже получили признание мировых дизайнеров. В их основе лежат растительные волокна: стебли бамбука, джут, марант, папирус, тростник, даже листья деревьев. Как правило, их используют для фактурной отделки одной стены, а для остальных поверхностей подбирают штукатурку или обои в тон.

Новые декоративные покрытия. Прежде всего, стоит отметить флоковую штукатурку, по виду она напоминает мелкую мозаику. Готовые частички флока окрашиваются на заводе, сначала на стену наносится клеевое покрытие, затем – флоки при помощи краскопульта, покрываются защитным слоем. У флоковой штукатурки высокая износостойкость и привлекательный внешний вид. Не менее интересны мультиколорные краски с капсулами: могут быть как 2-3 цветов, так и многоцветными. Лессирующие составы или лазури придают поверхности особый эффект и рельеф, растушевываются на гладкой поверхности, плавно переходят из одного оттенка в другой. Из мозаик стоит отметить вариацию из кокосового ореха. Покрытие получается практически бесшовным, а переходы – насыщенными и необычными. При помощи лазера скорлупа кокоса разрезается на квадраты, потом шлифуется, полируется и при помощи природной смолы собирается в плиты.

Мягкая плитка. Все новое – хорошо забытое старое, мягкая плитка чем-то напоминает пеноплен. При этом плитка состоит из картона, слоя поролона и мягкого декора, приклеивается специальным клеевым составом на любые поверхности, легко демонтируется.

Стекломагниевые листы. Достойный заменитель гипсокартона, панели состоят из древесной стружки, стекловолокна, хлорида магния. Размеры панелей различны, материал не горюч, может предотвращать возгорание, водонепроницаем, прочный и гибкий. Радиус изгиба панелей может составлять 3 метра, они обеспечивают отличную звукоизоляцию и при этом экологичны.

Фиброцементные плиты. Состоят из целлюлозы, фиброцемента и минеральных добавок. Стеновые панели практически не пачкаются, не требуют особой подготовки поверхности, ударопрочные, устойчивы к сжатиям и изгибам, морозу, обеспечивают звукоизоляцию и утепление, монтируются на оцинкованный или алюминиевый профиль.

Декоративные панели. Прежде всего, стоит отметить стеклоплитки из акрилового стекла – они легкие, красивые, отличаются голографическим эффектом, легко монтируются. Новинкой являются и рельефные «волнистые» панели: каркас выполняется из твердой древесины, а к нему монтируется тонкая фанерная панель. И, наконец, трехмерные панели из МДФ, пластика или фанеры, они могут образовывать различные текстуры и формы, изготавливаются частично вручную.

Кожаные полы. Согласитесь, это нечто новенькое. Напольные покрытия, покрытые натуральной кожей, смотрятся шикарно. Их кладут на пробковую подложку поверх ударопрочной плиты, кожу дополнительно обрабатывают лаком, чтобы избежать повреждений и царапин. Смотрится такое дизайнерское решение очень стильно!

Электропроводящие и акустические потолки. Электропроводящие потолки изготавливают путем монтажа токопроводящих пластин: достаточно вставить лампочку в специальный разъем – и она зажжется, такие панели легкие и не несут угрозы для человека. Акустические потолки выглядят безупречно и при этом прекрасно поглощают звуки извне – незаменимое решение для конференц-залов, кинозалов, филармоний и прочих заведений.

Льняные теплоизоляционные плиты. Экологичность – один из основных трендов последних лет, спрессованный лен, пропитанный природными солями бора, отличается устойчивостью к огню и влаге, не накапливает конденсат. Срок службы – порядка 60 лет. В качестве связующего вещества применяется крахмал.

Жидкая теплоизоляция. Уже не первый год она представлена на рынке, но об ее характеристиках знают не многие. Технология нанесения почти ничем не отличается от окрашивания, зато теплоизоляционные свойства такого покрытия выше всяких похвал. После высыхания жидкая теплоизоляция дает ровный и эластичный слой, который поддерживает эффект термоса. В состав материала входят калиброванные силиконовые и керамические микросферы, содержащие разряженный воздух, а также минеральные добавки и акриловые связующие. После того, как материал полимеризуется, появляется своего рода «вакуум». ЛКМ подходит для всех типов поверхностей, он снижает нагрузку на фундамент и служит не менее 15 лет.

Микроцемент. Материал с добавлением цемента, полимеров и красителей. Фактура цемента очень мелкая, поэтому структура получается однородной, также в состав входит кварц, придающий особую прочность. В магазинах можно найти материал в различных оттенках, у этого материала 100% адгезия к любым поверхностям, он водостойкий, легкий в эксплуатации, долговечный, а покрытие получается очень красивым.

Солнечные сэндвич-панели. Сэндвич-панели с фотоэлементами регулируют теплообмен, генерируют электричество и при этом смотрятся весьма привлекательно. Недавно появились сэндвич-панели в виде единого строительного блока, состоящего из стеклоармированного полимера, плотной строительной пены и гибкого листа из фотополимеров. Такие панели существенно сокращают сроки строительства, являются модульными и долговечными.

Мы рассмотрели только основные новинки в сфере строительных и отделочных материалов, за прошедшее десятилетие появилось куда больше интересных вариантов. Надеемся, что данная информация будет вам полезна.

Инновационные материалы в строительстве

Строительный рынок не так консервативен, как кажется. Застройщики охотно пробуют новые технологии и строительные материалы, позволяющие возводить больше квадратных метров за меньшие сроки.

Приживаются на рынке те из них, что направлены на рост энергоэффективности.

С каждым годом инноваций становится больше, но далеко не все они приживаются. Кроме того, новинкой вполне могут называть материал, который используется уже несколько лет.

Во-первых, поясняют эксперты, приходится действовать в жестких рамках ГОСТов и СНиПов, изменения в которые вносятся очень редко. Во-вторых, поведение диктует рынок.

Читать еще:  Виды рулонных материалов для кровли

Некоторые инновации ждет кратковременный всплеск интереса, другие становятся традиционными, покупателей на третьи не находится. А иногда технология живет на консервативном рынке много лет, практически не изменяясь.

1. Поризованные керамические блоки

По сравнению с обычным газобетонным поризованный керамический блок обладает значительно более низкой плотностью, благодаря чему его теплопроводность ниже на 28%.

Является одним из самых покупаемых инновационных стройматериалов.

2. Газозолобетон (ячеистый бетон)

Разновидность ячеистого бетона, изготавливаемого из смеси портландцемента, молотой извести-кипелки, золы-уноса ТЭЦ, алюминиевой пудры и воды.

При средней плотности 600-800 кг/куб. м. ячеистый бетон оказался эффективным материалом для одно- и многослойных стен и заборов: материалоемкость конструктивных элементов снижается в 1,5-2 раза по сравнению с традиционными (кирпичными и керамзитобетонными) конструкциями.

3. Большеформатные керамические блоки

Кирпич увеличенного размера. Отличается более высокими теплоизоляционными свойствами за счет объемных пустот.

Большой размер керамического блока значительно ускоряет возведение зданий. Стена получается тоньше, чем из традиционного кирпича, но при этом более теплой.

4. Стеновые ЖБИ-панели с внутренним утеплителем

Позволяют ускорить строительство за счет технологии внутреннего утепления.

Железобетонные панели могут быть и полносборными (соединение слоев происходит в процессе изготовления на заводе, сама панель монтируется как готовая стена), и сборными (монтаж осуществляется установкой каждого слоя отдельно).

5. Монолитный брус

Пиломатериал толщиной и шириной по 100 мм и более. Применяется в малоэтажном частном строительстве.

Стены из монолитного бруса более экономичны, так как не требуют глубокого фундамента.

Они тоньше кирпичных, но их теплопроводность гораздо ниже. Кроме того, не-обязательно делать внутреннюю отделку.

6. Минераловатный утеплитель на основе базальтового волокна

Волокнистый экологичный гидрофобный материал, получаемый на основе силикатных расплавов пород габбро-базальтовой группы.

Отличительные особенности изделий — негорючесть, высокая тепло- и звукоизолирующая способность, устойчивость к температурным деформациям, длительный срок службы.

7. Арболит (деревобетон)

Разновидность легкого бетона на основе высокосортного цемента и древесной щепы. Долговечный экологичный материал, который славится высокими теплосберегающими качествами.

Теплопроводность арболита составляет 0,08-0,17 Вт/(мК), чем превосходит керамзитобетон в 2,5-3,5 раза, кирпич — в 4-5 раз.

Для обогрева помещений со стенами из арболита толщиной 30 см требуется в два раза меньше энергоносителей, чем для помещений со стенами из кирпича.

8. Каркасно-панельные конструкции

Применяются в малоэтажном строительстве. Главные преимущества — низкая стоимость (от 10 тыс. руб. за кв. м) и высокая скорость возведения домов (от двух недель).

Предполагают свободное проектирование помещений, долговечны и износостойки.

9. Несъемная опалубка

Конструкция из легкосборных строительных модулей. Собирается прямо на фундаменте, внутри армируется, заливается бетон. Заливка происходит в 3-4 ряда по периметру.

Материал применяется в монолитном строительстве. Главное преимущество — прочность создаваемых конструкций.

10. Торфоблок

Признан одним из самых экологичных и теплых строительных материалов. Применяется при возведении жилых высотных зданий.

Имеет хорошие тепло- и звукоизоляционные характеристики. При эксплуатации здания достигается значительная экономия тепла.

11. Микроцемент

Изготавливается на основе цемента с добавлением полимеров, а также различных по составу и свойствам красителей.

Используется самый мелкий по структуре цемент, максимально глубоко проникающий в поверхность материала, на который он наносится.

Таким образом обеспечивается прочность и надежность покрытия. Микроцемент отличается легкостью в эксплуатации, практически водонепроницаем.

12. Стекломагнезитовый лист

Универсальный материал для отделки стен, пола и потолков, созданный на основе оксида магния, хлорида магния, перлита и стекловолокна.

Технология изготовления и состав придают ему гибкость, прочность, огнеупорность и влагостойкость.

За счет армирующей стеклотканной сетки материал может гнуться с радиусом кривизны до 3 м. Это позволяет применять его на неровных поверхностях и понижает возможность перелома листа при монтаже и переносе.

Благодаря своей влагостойкости стекломагнезитовый лист используется в помещениях с повышенной влажностью.

13. Эковата

Целлюлозный утеплитель, на 81% состоящий из вторично переработанных материалов. Появился в России в 1993 г., но широкое распространение начал получать только в 2008-м.

Достоинства: экономичность, биостойкость (эковата исключает появление грибка, плесени, грызунов и насекомых), экологичность (не содержит и не выделяет в процессе эксплуатации веществ, вредных для здоровья).

11 невероятных материалов будущего

Эндрю Дент, вице-президент по материалам и материаловедению в компании Material ConneXion чем-то напоминает сомелье. Он руководит крупнейшим в мире хранилищем материалов. Его работа заключается в том, чтобы выслушивать пожелания клиентов — а среди них такие компании, как Armani, Chrysler, Calvin Klein, Hermann Miller, Disney, Nike, Toyota и многие другие — и предоставлять им инновационный материал, который лучшим образом подойдет их нуждам. Дент настолько увлечен своей деятельностью, что в этом плане даже главному дизайнеру Apple Джонатану Айву до него далеко.

В коллекции Эндрю Дента есть несколько ультрасовременных материалов, которые наверняка заинтересуют дизайнеров в ближайшие годы. Давайте же рассмотрим некоторые из них.

Графеновое нанопокрытие

Графен в сотни раз крепче стали. Это невероятно легкий полупрозрачный материал, способный проводить достаточное количество тепла и электроэнергии. Именно поэтому графен хорошо подходит для электроники, биомедицины, добычи солнечной энергии и многого другого. Но с этим материалом довольно трудно работать и массово производить его в чистом виде. Графеновое нанопокрытие покрывает другие материалы и дешево и эффективно наделяет их лучшими свойствами графена. Одно из возможных дизайнерских решений — использование графенового нанопокрытия для производства более тонких легких и крепких смартфонов с улучшенным временем работы батареи.

Karta-Pack (хлопковое волокно)

Этот на 100% переработанный материал на ощупь напоминает хлопок, но обладает жесткостью пластика. Он сделан из переработанных волокон хлопка старых джинс и футболок. Karta-Pack не только помогает переработать миллионы использованных вещей в год — этот материал производит впечатление продукта класса люкс, который можно использовать в качестве интересного варианта дорогой упаковки. Представьте себе, что вы достаете какой-нибудь гаджет из упаковки, которая на ощупь напоминает жесткий хлопок. Дент считает, что дизайнеры мебели могут использовать Karta-Pack для создания элементов интерьера, которые будут приятными, как ткань, и смогут выдержать вес человека.

Читать еще:  Журнальный столик своими руками из подручных материалов

Разноцветные проводящие чернила

Чернила, проводящие электричество, существуют уже давно, но только в двух цветах — серебряном и угольно-черном. По словам Дента, у таких чернил «нет настоящей красоты для тех, кто не является инженером». Но благодаря новому открытию проводящим чернилам можно будет придать любой цвет. Один из возможных вариантов их использования — умная одежда и носимые гаджеты. Вы только представьте себе пиджак с красивым принтом на рукаве, с помощью которого вы можете управлять своим iPhone.

Потолочная плитка ReWall

Потолочная плитка ReWall сделана из переработанных контейнеров для напитков — картона, пластиковых бутылок и алюминиевых банок — с помощью метода, похожего на производство ориентированно-стружечных плит. Структура материала действительно напоминает стружечную плиту. ReWall можно резать и сверлить, как дерево, но он более устойчив к влаге, поэтому отлично подойдет для отделки потолка. Кроме того, материал хорошо выдерживает различные погодные условия.

Покрытие ZrOC

Процесс покрытия декоративных металлических изделий, например, раковины или дисков автомобиля, для придания им особой прочности и защиты от царапин называется покрытием осажденных паров или PVD. ZrOC — это новое покрытие из смеси циркония, кислорода и углепластика, которое можно наносить на металл, пластик, дерево, стекло или ткани. В зависимости от того, как смешаны эти элементы, получаются разные оттенки хрома. «Изначально этот материал был изобретен для покрытия элементов кухни, но я считаю, что его можно использовать и для смартфонов или «умных» часов», — считает Дент.

Тесонит (tethonite)

Распечатанные на 3D-принтере предметы всегда смотрятся хуже, чем вещи, изготовленные традиционными методами. С тесонитом все обстоит иначе: это сложное керамическое вещество, полученное с помощью 3D-печати. После обжига и отвердевания оно выглядит точно так же, как и обычная керамика, изготовленная вручную или на промышленном оборудовании. Тесонит не только раздвигает границы искусства керамики, но и может использоваться в других отраслях.

«Такие компании, как Apple, хотят открыть новые способы использования керамики, ведь это невероятный материал, — утверждает Дент. — Он твердый, тонкий, светлый, но в отличие от металла, очень хрупкий».

Керамика легко ломается, поэтому ее редко можно найти в каких-либо гаджетах (хотя недавно была представлена керамическая модель часов Apple Watch). Тесонит сочетает в себе лучшие качества металла и керамики и поэтому может пригодиться компаниям вроде Apple в создании новых устройств.

ThermalTech

ThermalTech — это запатентованная легкая умная ткань, сделанная из стопроцентной нержавеющей стальной проволоки с частичным тонирующим покрытием. Эта ткань отлично бы подошла для создания спортивной одежды. Материал хорошо поглощает тепло от ультрафиолетового излучения, а затем распределяет его по всей поверхности. Представьте себе легкий спортивный костюм, который дает столько же тепла, как одежда из шерсти. Тогда вам станет очевидно, почему ThermalTech может заинтересовать такие компании, как Nike. По словам Дента, производители спортивной одежды «уже нашли материалы, которые не пропускают пот и неприятный запах. Единственная проблема, с которой они еще не справились, это регуляция температуры».

Paptic

Paptic — что-то среднее между бумагой и пластиком. Это новый материал, на котором легко печатать. Его легко можно переработать или использовать в качестве упаковки. «Возможно, Paptic не изменит весь мир», — признает Дент. Тем не менее он считает что вскоре этот материал будет использоваться повсюду, потому что на ощупь и с виду он похож на бумагу, но обладает прочностью пластика.

RE>CRETE

Бетон — это сложное вещество, состоящее из разных отходов — в основном из песка и гравия, склеенного между собой цементом. RE>CRETE не слишком от него отличается, правда вместо песка и гравия в нем содержатся порванные на кусочки газеты, старые письма, измельченный пенополистирол, провода от бытовой электроники, кредитные карточки, CD-диски, переработанная краска для дома, ворсинки, копоть и портландцемент. С помощью RE>CRETE мы сможем строить дома будущего из того, что раньше было мусором.

Гибкая батарея

Вообразите, что на вас костюм, который представляет собой одну большую литий-ионную батарею. С помощью гибкой батареи от компании Jenax такой костюм может стать реальностью. «Обычные батареи изготавливаются в виде единых кусков, а эта батарея сплетена из волокон и потому она более гибкая», — объясняет Дент. Гибкие батареи можно сложить несколько сотен раз, и это никак не скажется на их работе. Таки батареи идеально подойдут для «умной» одежды, текстиля, носимых устройств и трансформируемых или гибких гаджетов.

Металлическая липучка

Собственно, все очевидно из названия. Она представляет собой лист металла с колючками, которые позволяют соединять между собой более двух подобных листов без использования клея, сварки или болтов. Соединенные вместе два куска такой липучки становятся в три раза крепче, чем они были по отдельности. Такой материал идеально подойдет для создания мебели, строительства и производства.

Все эти материалы уже существуют, но их пока что не так-то просто достать. Скорее всего, они появятся в открытом доступе в ближайшие месяцы или годы. Дент же считает, что эти материалы — будущие звезды на сцене материаловедения.

Материалы по теме:

Нашли опечатку? Выделите текст и нажмите Ctrl + Enter

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector