10 erstaunliche künstliche Substanzen

Wir alle wissen, dass der Mensch genial ist. Wenn Sie jedoch an der Oberfläche kratzen, was wir uns vorstellen können, können sogar diejenigen unter uns, die bereits mit Schokolade überzogene Brezeln entdeckt haben, wegblasen. Wussten Sie zum Beispiel, dass wir…

10Einwegkugelsicheres Glas

Die Probleme der Ultra-Reichen unterscheiden sich von Ihren oder meinen. Durch die Marktkräfte, die uns diesen Markteintritt verschafften, machte sich die ultrareiche Sorge darüber Sorgen, dass das kugelsichere Glas, das ihr Leben retten könnte, sie auch daran hindern würde, zurückzuschlagen.

Geben Sie ein ballistisches Glas in eine Richtung ein: Es hält Geschosse nur von einer Seite ab und ermöglicht ein Rückfeuer. Wie wird diese Zauberei erreicht, fragen Sie? Durch das Zusammenlegen zweier Folien aus verschiedenen Kunststoffen - einer spröden Acrylschicht und einer weicheren, elastischeren Polycarbonatschicht. Das Acryl bildet unter Druck eine sehr harte Oberfläche. Wenn eine Kugel auf diese Seite fällt, wird die Schicht flach, bevor sie zerbricht und ihre Energie zerstreut. Es ist dann möglich, dass die stoßabsorbierende Rückschicht die Kugel (und die Scherben aus Acryl) enthält, ohne zu brechen.

Bei einem Schuss von der anderen Seite trifft das Geschoss zuerst auf das Polycarbonat und dehnt es zunächst aus. Diese Biegung zersplittert das spröde Acryl hinter sich und hinterlässt keinen Widerstand, wenn die Kugel durchschlägt, wodurch das Ziel zum Schützen werden kann. Aber seien Sie nicht zu frech: Sie fügen einfach ein Loch in Ihren Schild ein.

9Liquidglas

Es gab einmal Spülmittel nicht. In der Vergangenheit wurden Pfannen mit Soda, Essig, Silbersand, Vim oder Drahtwolle gewaschen, aber eine neue Sprühbeschichtung konnte viel Arbeit einsparen und die Spülmittel selbst überflüssig machen. Liquid Glass kombiniert Siliziumdioxid mit Wasser oder Ethanol, um ein Spray herzustellen, das trocknet, um eine Schicht aus „flexiblem, extrem haltbarem Glas“ zu bilden. Die Schicht ist unsichtbar (500-mal dünner als ein menschliches Haar), ist nicht toxisch und weist Flüssigkeiten ab.

Flüssigglas würde die Notwendigkeit des Schrubbens eliminieren und die meisten Reinigungsprodukte überflüssig machen, da die Oberfläche antibakteriell wirkt. Mikroben, die auf der Oberfläche landen, haben Schwierigkeiten, dort zu bleiben. Werfen Sie Ihr Bleichmittel aus und schalten Sie es einfach ein, um ein Spülbecken zu sterilisieren. Dies bedeutet, dass in medizinischen Anwendungen eine behandelte Oberfläche nur mit heißem Wasser sterilisiert werden kann, ohne dass chemische Desinfektionsmittel erforderlich sind.

Die Beschichtung kann verwendet werden, um Pilzinfektionen von Pflanzen zu behandeln und Korken für bessere Flaschenverschlüsse zu versiegeln. Wir versuchen nicht, es hier zu verkaufen (Versprechen!), Aber dieses Zeug weist Flüssigkeiten ab, ist ungiftig, flexibel, antibakteriell, atmungsaktiv, dauerhaft und unsichtbar. Oh, und es ist auch spottbillig. Entweder ist es ein Wunder oder auch der Kleingedruckte ist unsichtbar. Wir werden sehen.

8Amorphes Metall

Amorphes Metall ist ein Material, das es Golfschlägern ermöglicht, härter zu schlagen, Kugeln mit mehr Kraft zu schlagen, Motoren und Operationsmesser länger halten. Im Gegensatz zu seinem Namen kombiniert es die gewöhnliche Festigkeit von Metall mit der Oberflächenhärte von Glas. In dem obigen Video werden zwei Kugellager auf Stahl und auf amorphes Metall zurückgeworfen. Das Lager springt viel höher vom amorphen Metall ab und bleibt unangenehm lange in Bewegung.

Der Aufprall des Lagers hinterlässt tatsächlich viele kleine „Gruben“ im Stahl, was bedeutet, dass der Stahl die Aufprallenergie absorbiert und abführt. Das amorphe Metall ist jedoch glatt, was bedeutet, dass die gesamte Energie des Aufpralls zurück auf das Lager übertragen wird, was zu einem höheren Sprung führt.

Die meisten Metalle haben eine kristalline Atomstruktur, die sehr geordnet und repetitiv ist. Bei Stößen oder anderen Belastungen können Atomebenen des Metalls dauerhaft unter Bildung sichtbarer Dellen "abrutschen". Amorphes Metall hat eine ungeordnete, zufällige Atomstruktur, was bedeutet, dass solche Ausrutscher verhindert werden und die Atome in ihre Ausgangsposition zurückprallen.

7Starlite

http://www.youtube.com/watch?&v=W4nnLP-uTI?t=2m30s

Ein Kunststoff mit einer unglaublichen Hitzebeständigkeit. Starlites Qualität als Wärmeisolator ist tatsächlich so umwerfend, dass die Leute für eine Weile einfach davon ausgegangen sind, dass sein Erfinder getäuscht wurde. Im Anschluss an den oben genannten TV-Spot nahm das British Atomic Weapons Establishment (AWE) Kontakt auf. Sie setzten es Hitzewellen auf Nuklearflash-Niveau bis zu 75 Hiroshimas aus. Die Probe war in Ordnung, wenn auch etwas verkohlt. Ein Wissenschaftler bemerkte: „Normalerweise führen wir alle paar Stunden einen Test durch, weil wir warten müssen, bis sich das Material abgekühlt hat. Wir machen es alle 10 Minuten und es sitzt da und lacht uns aus. “

Im Gegensatz zu anderen Hochleistungsisolatoren produziert Starlite unter Hitze keine giftigen Dämpfe und ist zudem unglaublich leicht. Die möglichen Anwendungen in Raumfähren, Feuerwehranzügen, Verkehrsflugzeugen oder militärischen Anwendungen sind endlos, aber Starlite hat das Labor nie verlassen. Erfinder Maurice Ward starb im Jahr 2011 ohne Patentierung oder Lizenzierung seiner Schöpfung. Es ist nur allgemein bekannt, dass es aus "bis zu 21 organischen Polymeren und Copolymeren und geringen Mengen Keramik" besteht.

6Aerogel

Stellen Sie sich zunächst eine poröse Substanz mit einer so geringen Dichte vor, dass ein 2,5 cm großer Würfel die innere Oberfläche eines gesamten Fußballfelds haben könnte. Hören Sie als Nächstes auf, Ihre Vorstellungskraft zu besteuern, und akzeptieren Sie, dass eine solche Substanz bereits existiert. Aerogel ist mehr eine Kategorie als ein bestimmtes Material. Aerogel ist eine Form, aus der bestimmte Substanzen geformt werden können, deren geringe Masse sie zu einem der größten Isolatoren macht, die wir haben (ein Aerogel-Fenster mit einer Dicke von 2,5 cm hat die Wärmeschutzqualität von a) Fenster mit einer Dicke von 25 cm.

Alle leichtesten Substanzen, die der Mensch kennt, sind Aerogele. Silica Aerogel - im Wesentlichen getrocknetes Silikagel - wiegt nur dreimal so viel wie Luft. Obwohl es sehr spröde ist, kann es auch das 1000-fache seines Eigengewichts tragen. Graphene Aerogel (Bild oben) besteht aus Kohlenstoff und seine feste Komponente ist siebenmal leichter als Luft.

Es hat eine schwammige Textur und kann gleichzeitig hydrophob gemacht werden (stößt Wasser ab) und lipophil (absorbiert Öl). Aus diesem Grund wird es als Methode zum Aufwischen von Ölverschmutzungen gehyped, da es aufgrund seiner massiven inneren Oberfläche das 900-fache seines Gewichts aufnehmen kann. Und seine schwammige Textur bedeutet, dass es, sobald es mit Öl gefüllt ist, "ausgewrungen" werden kann, wieder ins Wasser geschleudert und wieder gefüllt werden kann. Und Sie dachten, Carbon sei völlig nutzlos.

5DMSO

DMSO ist ein chemisches Lösungsmittel, ursprünglich ein Nebenprodukt des Holzaufschlusses. Es bestand fast 100 Jahre, bevor sein medizinisches Potenzial in den 1960er Jahren realisiert wurde. Ein gewisser Dr. Jacobs entdeckte, dass er schnell und tief in die Haut eindrang, ohne das Gewebe zu schädigen. Dies bedeutet ein enormes Potenzial für den Transport von Medikamenten durch Membranen und in den Körper, ohne die Haut zu brechen und die Infektionsgefahr zu beseitigen.

Es hat seine eigenen Vorteile, die Entzündungen, die mit Verstauchungen, Arthritis und Verbrennungen verbunden sind, zu reduzieren und eine sofortige Schmerzlinderung zu bieten, die bis zu sechs Stunden dauern kann. Es durchdringt auch Finger und Fußnägel und kann daher zur Abgabe von Medikamenten gegen Pilze eingesetzt werden.

DMSO hatte leider Probleme. Als sein medizinisches Potenzial entdeckt wurde, war es bereits als Industriechemikalie kommerziell erhältlich. Diese breite Verfügbarkeit hatte auch in den Augen der Pharmaunternehmen Anklang - wenn sie es nicht patentieren und monopolisieren könnten, gäbe es kein Gewinnpotenzial. Auch die Tatsache, dass Nebenwirkungen einen starken Fall von Knoblauchatmen beinhalten, verringert die Marktfähigkeit weiter, sodass DMSO meist nur in der Tiermedizin verwendet wird.

4Kohlenstoffnanoröhren

Eine Kohlenstoff-Nanoröhre ist effektiv eine ein Atom dicke Kohlenstoffplatte, die in einen Zylinder gerollt wird. Auf molekularer Ebene sieht das Ergebnis aus wie eine Rolle Hühnerdraht und ist das stärkste Material, das der Wissenschaft bekannt ist. Sechsmal leichter als Stahl und möglicherweise hundertfach stärker als die anderen, führen die Röhren Wärme effektiver als Diamant und Strom effektiver als Kupfer.

Da sie so dünn sind, sind sie von Natur aus für das bloße Auge unsichtbar, und eine Ansammlung von Nanoröhrchen im Rohzustand ähnelt einer Petrischale mit Ruß. Um ihre mechanischen (und elektronischen) Eigenschaften nutzen zu können, müssen viele Billionen dieser unsichtbaren Saiten "gedreht" werden, was erst vor kurzem möglich war.

Auffallendere Einsatzmöglichkeiten sind die Herstellung von Kabeln für einen Aufzug in den Weltraum (eine ziemlich alte und bis vor kurzem völlig unpraktische Idee, da es unmöglich ist, ein 100.000 Kilometer langes Aufzugskabel herzustellen, das nicht zusammenbrechen würde.) sein eigenes Gewicht). Sie könnten auch verwendet werden, um Krebs zu heilen - Tausende können in eine einzelne Zelle passen, und wenn sie mit Folsäure beschichtet werden, können sie Krebszellen anvisieren und binden. Die Röhren würden dann mit einem Infrarotlaser erhitzt, wodurch diese Zellen idealerweise absterben würden. Andere Anwendungen umfassen eine stärkere, leichtere Körperpanzerung, effizientere Windmühlenblätter in Windparks und die Herstellung des glatten Käseschneiders, den Sie sich vorstellen können.

3Pykrete

Im Jahr 1942 hatten die Briten ein Problem. Sie brauchten Flugzeugträger, um deutsche U-Boote zu bekämpfen, aber es gab keinen Ersatzstahl, um solche zu bauen. Ein Mann namens Geoffrey Pyke dachte, dass vielleicht eine riesige schwimmende Eisinsel die Antwort sein könnte, aber diese Idee wurde vor zwei Jahren vorgeschlagen (und dann lächerlich gemacht und abgeladen). Eis mag billig sein, aber es zerbricht auch ohne viel Provokation oder schmilzt schließlich.

Ein paar New Yorker Wissenschaftler trafen jedoch auf eine Mischung aus Eis und Zellstoff, die nicht nur schwebte, sondern auch kugelsicher war wie Ziegel, bruchsicher und nicht schmelzbar war. Das Material könnte wie Holz bearbeitet oder in Form wie ein Metall gegossen werden. In Wasser würde sich eine isolierende Hülle aus nassem Zellstoff bilden, die ein weiteres Schmelzen verhindert, und jedes daraus hergestellte Schiff könnte theoretisch auf See repariert werden.

Trotz seiner überraschenden Eigenschaften war Pykrete letztendlich nicht für den beabsichtigten Zweck geeignet. Ein 1.000-Tonnen-Modell wurde schnell gebaut und von einem Motor mit einer Leistung von einem PS eingefroren. Es stellte sich jedoch heraus, dass das Eis mit der Zeit absacken würde, wenn es nicht auf -16 Grad Fahrenheit gehalten würde, was ein kompliziertes Kanalsystem erfordern würde. Es wurde auch darauf hingewiesen, dass die große Menge an Holzzellstoff ausreichen würde, um die Papierproduktion ernsthaft zu beeinträchtigen. Pykrete blieb letztendlich ein kreativer, faszinierender und nicht umsetzbarer Fehlschlag.

2BacillaFilla

Der Beton altert im Laufe der Zeit, nimmt den kranken, verschmutzten grauen Look an, den wir alle kennen, und entwickelt dabei Frakturen. Reparaturen sind zeitaufwändig und teuer - wenn das Fundament eines Gebäudes reißt, ist es oft nicht einfach, es zu reparieren. Viele Gebäude in Erdbebengebieten wurden aus diesem Grund einfach abgerissen.

Eine Gruppe von Studenten an der Newcastle University (UK) hat jedoch eine gentechnisch veränderte Mikrobe hergestellt, die „programmiert wurde, um feine Risse in Beton zu schwimmen [und eine Mischung aus Kalziumkarbonat und bakteriellem Leim herzustellen“, um das Gebäude wieder zu „stricken“ zusammen".

Die "Programmierung" der BacillaFilla-Sporen bedeutet, dass sie nur bei Kontakt mit Beton keimen, spüren können, wenn sie den Boden von Rissen erreichen (die Reparatur wird erst aktiviert), auf die gleiche Festigkeit wie der umgebende Beton aushärten und haben ein eingebautes Selbstzerstörungs-Gen, um zu verhindern, dass sie Schurken nehmen und massive Betontumore produzieren. Es gibt auch Auswirkungen auf die Umwelt - 5% des künstlichen Kohlendioxids stammt aus der Betonproduktion. Es ist zu hoffen, dass die Sporen die Lebensdauer von Bauten verlängern können, deren Wiederaufbau sehr kostspielig wäre.

1D3O

Der Aufprallschutz war schon immer ein schwieriges Problem - wie kann man etwas schaffen, das echten Schutz bietet, ohne zu schwer oder zu unflexibel zu werden? So beeinträchtigen beispielsweise Knieschützer aus Kunststoff die Bewegung und können Stöße immer noch auf den Knochen übertragen.

D30 bietet eine geniale Lösung für dieses Problem. Es ist ein Material aus „intelligenten Molekülen“, die sich unter sanftem Druck frei bewegen (wie Play-Doh), bei hartem Anschlag jedoch blockieren. Auf dem Markt gibt es bereits Jacken mit D30-Pads, die Flexibilität bieten und vor Asphalt, Baseballschlägern oder Fäusten geschützt sind, in die Sie versehentlich geraten könnten. Die Pads sind unauffällig, so dass die Jacken für Stuntmen oder sogar für die Polizei geeignet sind.

Das Material arbeitet tatsächlich nach einem bekannten Prinzip, ähnlich der Mischung aus Maisstärke und Wasser, an die Sie sich aus naturwissenschaftlichen Experimenten der Grundschule erinnern. (Einige Leute füllen sogar Pools mit dem Zeug.)