9 חומרי על - מבט אל העתיד

לעיתים נדמה לנו כי הטכנולוגיה שלנו מתקדמת, יש האומרים אף מהר מדי. אך למעשה אנו רק בתחילתה של מהפכה טכנולוגית חסרת תקדים אשר תשנה לגמרי את העולם בו אנו חיים. הכירו כמה מהחומרים המדהימים שיעצבו מחדש את פני העתיד של כולנו.

1. אירוג'ל

קוביית אירוג'ל תומכת בלבנה כבדה

האירוג'ל הוא חומר שהומצא ב-1931 ומחזיק ב-15 שיאים שונים בספר השיאים של גינס, יותר מכל חומר אחר בעולם. האירוג'ל, הקרוי לעיתים גם "עשן קפוא", עשוי מ-99.8% חלל ריק, תכונה שנותנת לו את המראה החצי שקוף שלו. לאירוג'ל חוזק מפתיע, הנובע מהצורה בה החומר מסודר מבחינה מולקולרית והוא בעל תכונות מבודדות מדהימות, מפני חום וגם מפני קור. החומר משמש כמבודד כה יעיל, עד כי מהנדסים מתכננים כיום כיפות עשויות אירוג'ל שישמשו להגנה על פני פלטות אחרות, כמו מאדים.

2. ננו-צינוריות פחמן

אילוסטרציה של ננו-צינוריות פחמן

הפחמן הוא יסוד מגוון במיוחד, המסוגל להסתדר במגוון צורות, הנותנות לו מגוון תכונות. הגרפיט (החומר בו אנו משתמשים בעפרונות) והיהלומים, למשל, עשויים בדיוק מאותה תרכובת, אך מסודרים בצורה שונה. אחת מתצורות הפחמן המלאכותיות היא הננו-צינוריות. צינוריות אלה הן קצרות ודקות במיוחד, אורכן מספר מילימטרים והן דקות פי 50,000 יותר מאשר שערה אנושית. לצינוריות אלה תכונות יוצאות דופן של הולכת חשמל וחום, וחוזקן בלתי ישוער, עובדה שהופכת אותן לפופולריות במיוחד בתחומי הננוטכנולוגיה. הננו-צינוריות חזקות פי 300 מפלדה מחוסמת, ולכן נחשבות לחומר היחידי ממנו יהיה ניתן לבנות מעלית אל החלל.

3. חומרי על

מדען מדגים את יכולות ההסוואה של חומר העל

חומרי העל (או מטא-חומרים), הם חומרים סינתטיים למחצה, הנפרדים משאר החומרים הסינתטיים בכך שניתן לקבוע את תצורת המולקולות שלהן. ארגון המולקולות בסידורים מסויימים, בניגוד לסידור הרנדומלי המופיע בטבע או בחומרים סינתטיים אחרים, נותן לחומרים אלה תכונות יוצאות דופן. בין התכונות השונות המופיעות בחומרי העל ניתן למצוא תכונות אופטיות יוצאות דופן. לאחרונה פותח חומר המסוגל לבלוע את כל האור המוקרן עליו, ובכך להפוך למעשה לחומר הסוואה מצויין.

4. יהלומי על

יהלומים מלוטשים

מכונות שיקוע כימי הן מכונות אשר מרכיבות חומרים מוצקים טהורים, ללא חומרים נוספים. לאחרונה נעשה שימוש במכונות כאלה כדי לייצר יהלומים טהורים יותר ממה שניתן למצוא בטבע, מפחמן, המצוי בשפע. היהלום, כידוע, הוא החומר הקשה בתבל וככזה הוא יכול לשמש כחומר בנייה מעולה למכונות שונות, אם רק היה נפוץ יותר. בשיטה החדשה יהיה ניתן לייצר יהלומים לתעשייה בכמויות מסחריות, אשר ישמשו לייצור של מנועים חזקים פי עשרות מונים מאלה הקיימים כיום.

5. מתכות אמורפיות

דוגמאות של מתכת אמורפית

המתכות האמורפיות, הנקראות גם מתכות זכוכיתיות, הן חומרים מתכתיים אשר מבנה האטומים שלהם הוא רנדומלי. במתכות המצויות בטבע האטומים כולם מסודרים בשכבות, אך במתכות אלה האטומים מבולגנים, בדומה למולקולות הזכוכית (מכאן שמם). המבנה המבולגן תורם ליכולת לפזר את עוצמת המכות שהמתכת מקבלת והופך אותן לחזקות פי 2 מפלדה. בנוסף, למתכות אלה מוליכות חשמלית יעילה יותר, היכולה לחסוך עד כ-40% מהמשאבים הדרושים לייצור ושינוע חשמל.

6. סגסוגות על

טורבינה עשויה סגסוגת על

סגסוגות על הוא השם הכולל למתכות המסוגלות לעמוד בחום גבוה במיוחד מבלי שיותכו, טמפרטורות של עד 1,100 מעלות. כיום מתכות אלה משמשות בעיקר לטורבינות של מנועי סילון מתקדמים, אך פיתוחים עתידיים כוללים שימוש בהן ברכבי חלל שצריכים לעמוד בחום גבוה במיוחד.

אולי יעניין אותך גם:

1:56

חובה לראות - ריחוף אמיתי בעזרת חוקי הפיזיקה!

4:17

הציפור המכנית - רובוט מדהים שעף כמו ציפור!

מה למדה הרובוטיקה מעולם החי? - מופלא!

13:22

פיתוח ישראלי מדהים: כך הטבע יכול לסייע לבריאות האדם

7. קצף מתכתי

קוביית קצף מתכתי

על ידי הכנסה של גורם מקציף (אבקת טיטניום הידריד) לאלומיניום מותך, מתקבל הקצף המתכתי. הקצף הוא למעשה גוש מתכת חזק וקל במיוחד, בו 75% - 95% מהנפח הוא למעשה אוויר. חלק מהקצפים המתכתיים הם כה קלים, עד שהם יכולים לצוף על המים, חומר מעולה ליצירה של כלי שיט, או אפילו איים מלאכותיים מתקדמים. מדענים מתכננים גם מושבות חלל המבוססות על חומר זה, בשל  המשקל המזערי והחוזק הרב שלו.

8. אלומינה שקופה

דיסקית אלומינה שקופה

אלומינה, או תחמוצת האלומיניום, היא אבקה המשמשת בעיקר לשיוף משטחים חלקים, אך לאחרונה מדענים הצליחו לפתח אלומינה שהיא לא רק שקופה כמעט לגמרי, היא גם חזקה מפלדה פי 3. דמיינו את השימושים המדהימים שיכולים להיוולד למתכת שקופה - גורדי שחקים ענקיים אשר אינם מסתירים את הנוף (עם דירות אטומות שנראות כאילו הן צפות באוויר), מטוסים בעלי טווח ראייה בלתי מוגבל, טנקים המאפשרים מבט חופשי החוצה ועוד.

9. אי-טקסטיל

חולצה עם אורות אלקטרוניים

אי-טקסטיל, או בדים אלקטרוניים, הם הצעקה האחרונה בתחום האופנה. בדים אלה מסוגלים להכיל רכיבים אלקטרוניים שונים, להקרין על עצמם תמונה, להיות רגישים למגע (ממש כמו מסך הסמארט-פון שלכם) ועוד. בדים אלה יאפשרו למעצבים לעצב חולצה עם מחשב המוטבע בשרוול שלה, טלפון בצווארון ומצלמה המוטבעת בכובע. כבר היום ניתן לראות סימנים ראשונים של האופנה האלקטרונית במשקפי הגוגל גלאס החדשים של חברת גוגל, שהם למעשה מחשב בצורת משקפיים.