В бесконечность и далее: какие придуманы "вечные" технологии
Смартфон, который никогда не потребует зарядки, и электроавтомобили, способные проехать без подпитки тысячи километров, – скоро это все станет реальностью. В Китае уже изобрели вечную батарейку, в Челябинске разработали долговечный бетон, а в США – несмываемую краску, на создание которой специалистов вдохновили бабочки.
О том, что еще придумали ученые, чтобы продлить жизнь привычным для нас вещам, рассказывает программа "Наука и техника" с Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.
Вечный бетон от российских ученых
В немецком Дрездене рухнул участок моста с тротуаром и трамвайными путями. ЧП произошло три месяца назад. Стометровая конструкция сложилась, будто лист бумаги. К счастью, обошлось без жертв.
Наутро после происшествия эксперты поставили мосту диагноз – щелочная коррозия, ее еще называют раком бетона. От повышенной влажности, реагентов и перепадов температур цементный камень потерял свою прочность и стал крошиться.
Чтобы продлить срок службы мостов, в Челябинске разработали долговечный бетон. Он настолько суровый, что способен выдержать даже самые экстремальные капризы природы.
"Бетонная смесь после затвердевания и твердения в нормальных условиях в течение 28 суток превращается в образцы, которые мы испытываем на морозостойкость. Мы затворяем их пятипроцентным раствором натрий – хлор в соответствии с ГОСТом. То есть это солевой раствор, это не просто вода. И устанавливаем в камеру", – пояснил кандидат технических наук, доцент кафедры "Строительные материалы и изделия" ЮУрГУ Кирилл Шулдяков.
После этого бетон заморозили до –50 °С. Испытания на прочность показали, что строительный материал можно использовать даже в Арктике. Пройдет полвека, а он будет как новенький. И все благодаря уникальным добавкам.
"Наша задача была сделать структуру из низкоосновных гидросиликатов таким образом, чтобы она была как резинка. То есть как резинка, когда у нее какие-то воздействия, морозные, лед или еще что-то, она сжималась. Они уходят, она разжимается. Наша задача была создать эту резинку, чтобы она не дубела со временем. То есть старая резина, она крошится, ломается. А вот мы создаем такую структуру, которая может демпфировать, амортизировать все эти воздействия и в таком состоянии находиться очень долго", – рассказал кандидат технических наук, доцент кафедры "Строительные материалы и изделия" ЮУрГУ Кирилл Шулдяков.
Из суперпрочного челябинского бетона планируют строить морские платформы, взлетно-посадочные полосы, дороги, мосты. И даже дома.
Вечная краска для домов
Такое вряд ли ожидаешь увидеть в городе за Полярным кругом – снежный Мурманск встречает гостей буйством красок. Оранжевыми, розовыми и желтыми дома стали не просто так. Яркие цвета помогают бороться с депрессией долгой зимней ночью. Вот только в суровых климатических условиях краска быстро трескается и осыпается. Стены многоэтажек приходится регулярно перекрашивать. А это удовольствие не из дешевых.
На частный дом или дачу площадью 80 квадратных метров уходит 25 литров краски. Вынь да положь тысяч тридцать. Ученые из Университета Центральной Флориды придумали, как сэкономить бюджет и забыть о покраске навсегда. А помогут в этом… бабочки.
Крылья бабочки морфо ретенор ярко переливаются всеми оттенками голубого. Но на самом деле они абсолютно бесцветны – в них нет никаких красящих пигментов. Зато есть миллионы мельчайших чешуек. Словно зеркало, они отражают солнечный свет. Эта структура и вдохновила американских ученых на создание вечной краски.
"В состав новой краски вошли полимерная смола, изопропиловый спирт, связующая жидкость и главный ингредиент – зеркальные чешуйки алюминия с нановкраплениями оксида алюминия. Их цвет меняется в зависимости от их размера и расстояния между ними. Краска также делает окрашенные поверхности прохладными. Их температура будет в среднем ниже окружающей среды на пятнадцать градусов. Это связано с тем, что краска отражает весь инфракрасный спектр", – сообщил профессор факультета физики Технологического центра нанотехнологий колледжа оптики и фотоники Университета Центральной Флориды Дебашис Чанда.
Создатели утверждают – покрытие будет служить веками. Интересно, а можно ли продлить жизнь гаджетам?
Вечная батарейка из Китая
Представьте, что смартфон больше не нужно будет заряжать. А в мире появятся электроавтомобили, способные проехать без подпитки тысячи километров. Скоро это станет реальностью. В Китае изобрели вечную батарейку. Внутри небольшого квадратика размером с монету скрывается… ядерный реактор.
"Под несколькими слоями защиты находится радиоактивный никель шестьдесят три. Его изотопы распадаются и высвобождают бета-частицы. Их улавливает слой искусственного алмаза и преобразует в электричество. Батарея будет работать 50 лет. При этом она в десятки раз меньше и легче литий-ионных. И абсолютна безопасна – после распада никель шестьдесят три становится медью", – уточнил техноблогер Рикки Рой.
Китайцы же, благодаря современным технологиям, смогли уменьшить разработку советских ученых и открыли ей дорогу в массы.
Ноутбук с такой батареей может оставаться включенным полвека. Жаль только, что экран столько не выдержит – уже через десять лет на дисплее появятся желтизна и битые пиксели. А еще через пару лет ежедневной работы он и вовсе превратится в черное зеркало.
Вечные мониторы от российских специалистов
Как продлить жизнь мониторам, придумали московские физики. Доктор физико-математических наук заместитель заведующего кафедрой вакуумной электроники МФТИ Евгений Шешин показал в программе экспериментальную конструкцию, которая работает в ультрафиолетовом диапазоне.
Снаружи это – обычная лампочка. Но ее наполнение в будущем станет базой для вечных мониторов. Ученые Московского физико-технического института взяли за основу принцип работы ламп из старых телевизоров с кинескопом и существенно его доработали.
Стеклянная колба внутри покрыта светящимся веществом – люминофором. Он начинает сиять, когда на него попадают электроны. Светить такая лампа может нон-стоп хоть пятьдесят лет. Еще и деньги поможет сэкономить.
"Лампа помогает экономить электроэнергию, потому что она потребляет очень малую энергию из сети. Поскольку у нас поток электронов, который идет к атому, непосредственно на анод, у нас нет рассеивания и лишних трат энергии. У нас нет нагрева катода дополнительного, который как в термокатодах", – объяснил доктор физико-математических наук заместитель заведующего кафедрой вакуумной электроники МФТИ Евгений Шешин.
Мониторы с такими лампами будут прекрасно себя чувствовать и в Антарктиде, и в самой жаркой пустыне.
Вечный материал для одежды
Но если судьба и правда закинет в столь отдаленные от цивилизации места, какой гардероб брать с собой в путешествие? Конечно же, вечный!
Досадно, когда вещи рвутся, а если они еще и дороги – для сердца и кошелька – обидно вдвойне. В США придумали ткань-долгожитель. Она способна сама себя обновлять.
Куртку, показанную в программе, насквозь проткнули гвоздем. А еще эту куртку можно резать и рвать, а ей хоть бы что! Достаточно потереть поврежденный участок ткани пальцами десять секунд – и вещь опять как новенькая.
"Материал сшит из очень прочного и эластичного нейлона по технологии "рипстоп". Во время плетения в материал через каждые пять-восемь миллиметров вплетаются более прочные и более толстые армирующие нити. При повреждении они не рвутся, а просто раздвигаются. Под воздействием тепла человеческого тела нейлон приходит в движение и восстанавливает свою первоначальную форму", – рассказал обозреватель Рэндалл Ситон.
Из долговечного материала уже шьют спортивную одежду, рюкзаки, палатки. Но изнашиваются не только вещи – обувь для машин тоже часто требует ремонта.
Вечные шины из США
Минувшим летом в Екатеринбурге грузовик врезался в машину, пробил ограждение, вылетел на встречку и протаранил еще три автомобиля. И все – из-за лопнувшего колеса. Изношенные покрышки становятся причиной каждой седьмой аварии.
Снизить количество ДТП призвана новая разработка американской компании. Ее инженеры создали самовосстанавливающиеся шины.
На следующих кадрах программы директор по маркетингу компании – производителя шин Майк Ритокоски показывает капсулу, внутри которой содержится жидкая резина. Она залатает шину прямо во время поездки.
Звучит как фантастика, но это реальность. Идею вечной резины инженеры подсмотрели у пауков, вязкая жидкость которых вступает в реакцию с воздухом и мгновенно превращается в упругую и прочную нить. Подобный материал удалось создать на основе синтетического каучука.
"Капсула помещается в центр колеса. При помощи датчиков шина оценивает степень износа и направляет строго дозированное количество вещества по мелким трубочкам наружу. Ремонтируется не вся шина, а лишь проблемные участки. Если не попадать в аварии, шину можно эксплуатировать едва ли не бесконечно", – сообщил директор по маркетингу компании – производителя шин Майк Ритокоски.
Вечная резина, одежда, техника, стройматериалы – неужели эра потребления заканчивается? А на смену ей приходит эра неубиваемых вещей? Обычный потребитель таким переменам точно обрадуется: не жизнь, а сплошная экономия. Причем навеки вечные.
О самых невероятных достижениях прогресса, открытиях ученых, инновациях, способных изменить будущее человечества, смотрите в программе "Наука и техника" с ведущим Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.