Плащ-невидимка не просто возможен, он становится реальностью

Некоторые материалы на нашей планете обладают необычными чертами. Совсем как я. Приготовьтесь удивляться!

Номер один — аэрогель. Аэрогель — это твердая и прозрачная структура. Как арбуз, только в науке. И это еще не все: аэрогель относится к самым легким твердым материалам, известным человеку. Он действительно легкий. При этом он в три раза плотнее воздуха. Как его делают? Он создается путем соединения двух материалов, образующих гель. Затем из геля удаляют жидкость и заменяют ее воздухом. Этот полупрозрачный материал является одним из лучших изоляционных. Когда вы смотрите на аэрогель на светлом фоне, его почти невозможно увидеть. Это как настоящий плащ-невидимка. Когда вы смотрите на него на темном фоне, он имеет голубоватый цвет.

Логика такая же, как и в том, почему небо голубое. Синие волны рассеивают свет. По той же причине аэрогель кажется прозрачным, если смотреть на него в инфракрасном свете. Поры, из которых состоит аэрогель, делают его отличным теплоизолятором. Это его основная область применения. Поскольку он очень хорошо блокирует тепло, агентство собирается использовать его на Марсе. Он поможет с тем, чтобы ночью на Марсе не остывала электроника. Пока мы не можем увидеть и использовать его в повседневной жизни, но в будущем это изменится. Ученые пытаются снизить его стоимость и увеличить долговечность.

Номер два — самое темное в мире покрытие — вантаблэк. Эту «черную дыру» создала нанотехнологическая компания. Материал назвали так, потому что он слишком темный, чтобы человеческий глаз мог определить его форму и очертания. Представьте, что вы вошли в комнату, покрытую вантаблэком. Ух, я бы испугался. Материал сделан из углеродных нанотрубок. Он поглощает девяносто девять целых девяносто шесть сотых всего света, который попадает на него. Его выращивают на алюминиевой фольге. Складки и неровности на фольге как будто исчезают, когда она покрывается вантаблэком. Как бы я выглядел, если бы носил одежду из этого материала? Ученые говорят, что как двухмерная картонная фигура. Нет, спасибо, мне нравится мое трехмерное тело. В любом случае, это покрытие предназначено для других вещей, например, для космической промышленности. Оно используется для поддержки камер, телескопов и инфракрасных сканирующих систем, поскольку эффективно снижает уровень рассеянного света.

Ультрагидрофобный материал — крутая штука, заставляющая воду сформировывать маленькие сферы. Здесь они выглядят как драгоценные камни. Его суперспособность — быть водостойким. Если побрызгать им на лобовое стекло, то можно ехать под дождем со скоростью до шестидесяти километров в час, и стекло не намокнет. На самом деле, ультрагидрофобный материал превращает в сферы не только капельки воды, но и почти все жидкости.

Феррожидкости похожи на любые жидкости, пока не вступают в контакт с магнитным полем. Когда они намагничиваются, то образуют странные формы. В основном они делают то же, что и обычные твердые магниты, но только находясь в жидком состоянии. При снятии магнитного поля они беспорядочно рассеиваются. Это забавно наблюдать.

Никель-титан, он же нитинол, — это металлический сплав с некоторыми необычными свойствами. Его особенность в том, что он всегда возвращается к своей первоначальной форме. Он обладает суперэластичностью и может запоминать свою первоначальную форму. Допустим, вы делаете треугольник из нитинола, а затем разгибаете его. Как только вы отпустите его, он мгновенно вернется к своей первоначальной форме. Хотя у нитинола есть и другие области применения, он обычно используется в медицинской промышленности. Известный пример — стенты. Как это происходит? Нитинол может деформироваться в теле, когда это необходимо. Он обладает прочностью металла, но всегда может вернуться к своей первоначальной форме, когда давление, которое заставляет его сгибаться, ослабнет. Сердце активирует изгиб и форму нитинола. При некоторых температурах он изгибается, а при других температурах возвращается к своей первоначальной форме.

Давайте сделаем перерыв в разговоре обо всех удивительных материалах из мира науки. Обратим внимание на крутое вещество, которое вы можете сделать дома самостоятельно. Это ацетат натрия, но мы можем называть его горячим льдом, как это делают другие. В горячем льде процесс кристаллизации экзотермический, то есть реакция сопровождается выделением тепла. Поэтому результат, который вы получите, будет горячим на ощупь. Отсюда и пошло название. Логика не так уж сложна. Вот рецепт этого удивительного научного эксперимента. В результате него вы можете создать башню из кристаллов или скульптуры. Смешайте шесть столовых ложек пищевой соды с двумя литрами белого уксуса. Произойдет химическая реакция и смесь начнет пузыриться. Как только реакция закончится, прокипятите смесь на средне-сильном огне, пока не выпарится около девяноста процентов жидкости.

Раствор ацетата натрия содержит воду. Во время кипячения вы уменьшаете количество воды в растворе, но она все равно остается. Когда жидкость выпарится, вы увидите, что сверху образуется корочка. Наконец, вы должны увидеть кристаллы, образующиеся при испарении жидкости, поэтому соскребите их ложкой со стенок кастрюли и добавьте в небольшую стеклянную миску. Отложите в сторону. Затем снимите готовый раствор с огня и перелейте его в небольшую стеклянную посуду. Добавьте столовую ложку уксуса и перемешайте. Наполните большую стеклянную миску льдом и водой. Опустите стакан, наполненный раствором, в ледяную воду, пока он не остынет. Когда вы охлаждаете раствор, вы доводите ацетат натрия до температуры ниже той, при которой он обычно становится твердым. Наконец, когда раствор остынет, возьмите щепотку кристаллизованного ацетата натрия и добавьте его в раствор, чтобы получился горячий лед. Вот так! Молекулы воды мешают ацетату натрия образовать кристаллы. Точнее, кристаллы могут начать образовываться, но как только несколько молекул соединяются вместе, молекулы воды снова разделяют их, и именно поэтому образуется горячий лед.

Гидрогели находятся где-то между жидкостью и твердым телом. Это и делает их интересными. В качестве повседневного примера гидрогели используют в JELL-O. Гидрогель сохраняет свою форму и не обтекает предметы. Это черты твердого объекта, но он также легко сгибается, как жидкость, с чрезвычайно мягкой податливостью. Хотя я привел пример с JELL-O, существуют и другие типы гидрогелей и другие области их применения. Например, ученые используют их для изготовления биоматериалов. Поскольку гидрогель гибкий и прочный, его можно использовать во время операций на теле. Его способность полностью заполнять пространство привлекает внимание научного сообщества. Как же он приобретает свое «волнистое» состояние? Гидрогели представляют собой ряд полимеров. Когда они нагреваются, белки полимера свободно перемещаются. Когда они охлаждаются, белки снова затвердевают. Однако не так резко, как это происходит, когда вода застывает в лед. Полимерные белки меняют свое состояние плавно.

Галлий — это блестящее серебристо-белое металлическое вещество, напоминающее жидкий металл, который вы, вероятно, видели в фильмах. Галлий включен в этот список, потому что он обладает странным свойством. Он разжижается при довольно низкой температуре — около тридцати градусов. Это обычная температура во многих городах летом. Когда вы берете галлий в руку, возникает ощущение, что вы держите жидкий металл. Есть и бонус: с ним можно играть, поскольку он жидкий. Он катится и принимает различные формы, как игрушки. Галий мягкий даже в твердом состоянии. Его можно разделить на половинки ножом, не используя всю силу руки. Этот металл имеет и множество практических применений. Например, он используется в светодиодных лампах и фармацевтической промышленности. Но вы вряд ли найдете его в ракетных двигателях.