10 Verbazingwekkende, door de mens gemaakte stoffen

We weten allemaal dat de mensheid in staat is tot genialiteit. Maar als je de oppervlakte krabt van wat we kunnen verzinnen, kunnen zelfs diegenen onder ons die al met chocolade bedekte pretzels hebben ontdekt, worden weggeblazen. Wist je bijvoorbeeld dat we ...

10 One-Way Bulletproof Glass

De problemen van de ultrarijken zijn anders dan die van jou of de mijne. Gaand door de marktkrachten die ons deze ingang gaven, zou de ultra-rijke zorg over het feit dat het kogelvrije glas dat hun leven zou kunnen redden ook hen tegenhouden van het ontspruiten terug.

Voer eenrichtingsballistisch glas in: het houdt kogels vanaf slechts één kant tegen en laat terugvuur toe. Hoe is deze tovenarij bereikt, vraag je je af? Door twee vellen van verschillende kunststoffen aan elkaar te klemmen - een broze acryllaag en een zachtere, meer elastische polycarbonaatlaag. Het acryl vormt onder druk een zeer hard oppervlak. Wanneer een kogel deze kant raakt, wordt de laag vlak voordat deze breekt, waardoor de energie verdwijnt. Het is dan mogelijk dat de schokabsorberende ruglaag de kogel (en de scherven van acryl) bevat zonder te breken.

Wanneer de kogel vanaf de andere kant wordt geschoten, raakt deze eerst het polycarbonaat en strekt deze aanvankelijk uit. Deze buiging verbrijzelt de brosse acryl erachter en laat geen weerstand na het doorslaan van de kogel, waardoor het doelwit de schutter wordt. Maar word niet te eigenwijs - je steekt gewoon een gat in je schild.

9 vloeibaar glas

Once upon a time, dish soap bestond niet. In het verleden werden pannen gewassen met soda, azijn, zilverzand, Vim of draadwol, maar een nieuwe spray-on coating kon veel arbeid besparen en afwasmiddel zelf overbodig maken. Liquid Glass combineert siliciumdioxide met water of ethanol om een ​​spray te maken die droogt en een laag van 'flexibel, superstevig glas' vormt. De laag is onzichtbaar (500 keer dunner dan een mensenhaar), niet-toxisch en stoot vloeistoffen af.

Liquid Glass elimineert de noodzaak van schrobben en maakt de meeste reinigingsproducten overbodig, omdat het ook oppervlakken antibacterieel maakt. Microben die op het oppervlak landen, hebben het moeilijk om daar te blijven. Gooi je bleekmiddel weg en zet het gewoon aan om een ​​gootsteen te steriliseren. Dit betekent dat in medische toepassingen een behandeld oppervlak kan worden gesteriliseerd met alleen warm water, zonder dat chemische ontsmettingsmiddelen nodig zijn.

De coating kan worden gebruikt om schimmelinfecties bij planten te behandelen en om kurken af ​​te sluiten voor betere flesafdichtingen. We proberen het hier niet te verkopen (belofte!), Maar dit spul stoot vloeistoffen af, is niet-toxisch, flexibel, antibacterieel, ademend, duurzaam en onzichtbaar. Oh, en het is ook spotgoedkoop. Ofwel het is een wonder, of de kleine lettertjes zijn ook onzichtbaar. De tijd zal het leren.

8 amorf metaal

Amorf metaal is een materiaal dat ervoor zorgt dat golfclubs harder slaan, kogels met meer kracht slaan, motoren en chirurgische messen om langer mee te gaan. In tegenstelling tot de naam combineert het de gebruikelijke sterkte van metaal met de oppervlaktehardheid van glas. In de video hierboven zijn twee kogellagers gestuiterd, één op staal en één op amorf metaal. Het lager stuitert veel hoger uit het amorfe metaal en blijft een ongemakkelijk lange tijd aan de gang.

De impact van het lager laat eigenlijk veel kleine "putten" in het staal achter, waardoor het staal de energie van de impact absorbeert en dissipeert. Het amorfe metaal is echter glad, wat betekent dat alle energie van de impact wordt teruggestuurd naar het lager, waardoor de hogere stuitering wordt veroorzaakt.

De meeste metalen hebben een kristallijne atomaire structuur, die erg geordend en repetitief is. Onder impacts of andere stress kunnen vlakken van atomen in het metaal permanent 'wegglijden' om zichtbare deuken te vormen. Amorf metaal heeft een ongeordende, willekeurige atomaire structuur, wat betekent dat dergelijke slippen worden voorkomen en de atomen terugveren naar hun oorspronkelijke positie.

7Starlite

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

Een kunststof met een ongelooflijke hittebestendigheid, de kwaliteit van Starlite als thermische isolator is eigenlijk zo verbijsterend dat mensen er een tijdje van uitgingen dat de uitvinder ervan misleid was. Vervolgens, na de bovenstaande tv-spot, kwam het Britse Atomic Weapons Establishment (AWE) in contact. Ze onderwierpen het aan nucleaire flits-uitbarstingen van hitte, tot het niveau van 75 Hiroshimas. Het monster was prima, als het een beetje verkoold was. Een wetenschapper merkte op: "Normaal gesproken doen we om de paar uur een test omdat we moeten wachten totdat [het materiaal] is afgekoeld. We doen het elke 10 minuten en het zit daar te lachen om ons. "

In tegenstelling tot andere hoogwaardige isolatoren produceert Starlite geen giftige dampen onder hitte en is het ook ongelooflijk licht van gewicht. De potentiële toepassingen in spaceshuttles, brandbestrijdingspakken, lijnvliegtuigen of militair gebruik zijn eindeloos, maar Starlite heeft het lab nooit verlaten. Inventor Maurice Ward stierf in 2011 zonder ooit zijn uitvinding te patenteren of te licentiëren. Het enige dat algemeen bekend is, is dat het bestaat uit "tot 21 organische polymeren en copolymeren en kleine hoeveelheden keramiek".

6Aerogel

Stel je eerst een poreuze substantie met zo'n lage dichtheid voor dat een kubus van 2,5 centimeter (1 in) het inwendige oppervlak van een heel voetbalveld kan hebben. Stop vervolgens met het belasten van je verbeeldingskracht en accepteer dat een dergelijke substantie al bestaat. Meer dan een specifiek materiaal, is Aerogel een vorm waarin bepaalde stoffen kunnen worden gevormd. Door de lage massa is het een van de grootste isolatoren die we hebben (een Aerogel-raam met een dikte van 2,5 cm heeft de warmtebeschermende kwaliteit van een venster dat 25 cm (10 in) dik is.

Alle lichtste stoffen die de mens kent, zijn Aerogels. Silica Aerogel - in wezen gedroogde siliconengel - weegt slechts 3 keer meer dan lucht. Hoewel het echter erg bros is, kan het ook meer dan 1000 keer zijn eigen gewicht dragen. Graphene Aerogel (hierboven afgebeeld) is gemaakt van koolstof en de vaste component is 7 keer lichter dan lucht.

Het heeft een sponsachtige textuur en kan gelijktijdig hydrofoob worden gemaakt (stoot water af) en lipofiel (absorbeert olie). Om deze reden wordt het gehyped als een methode om olieverliezen op te ruimen, omdat het enorme inwendige oppervlak ervan 900 keer groter is dan het eigen gewicht. En de sponsachtige textuur betekent dat het, eenmaal gevuld met olie, kan worden 'uitgewrongen', in het water kan worden teruggeslingerd en opnieuw kan worden gevuld. En je dacht dat koolstof totaal nutteloos was.

5DMSO

DMSO is een chemisch oplosmiddel, oorspronkelijk een bijproduct van houtpulp. Het bestond bijna 100 jaar voordat het medische potentieel in de jaren zestig werd gerealiseerd. Een zekere Dr Jacobs ontdekte dat het snel en diep in de huid doordrong zonder het weefsel te beschadigen. Dit betekent een enorm potentieel voor het dragen van medicijnen door membranen en in het lichaam zonder de huid te breken, waardoor het risico van infectie wordt weggenomen.

Het heeft zijn eigen voordelen, het vermindert de ontsteking geassocieerd met verstuikingen, artritis en brandwonden en biedt onmiddellijke pijnverlichting die tot zes uur kan duren. Het dringt ook door in vinger- en teennagels, wat betekent dat het kan worden gebruikt om antischimmelmedicijnen af ​​te geven.

Helaas heeft DMSO zijn problemen gehad. Toen het medicinale potentieel werd ontdekt, was het al in de handel verkrijgbaar als een industriële chemische stof. Deze brede beschikbaarheid verzuurde ook zijn aantrekkingskracht in de ogen van de farmaceutische bedrijven - als ze niet konden patenteren en monopoliseren, zou er geen winstpotentieel zijn. Het feit dat bijwerkingen een sterk geval van knoflookademing omvatten, vermindert bovendien de verkoopbaarheid, wat betekent dat DMSO meestal alleen in de diergeneeskunde wordt gebruikt.

Nanobuisjes met 4 koolstofatomen

Een koolstof nanobuis is in feite een één-atomige dikke koolstoflaag opgerold in een cilinder. Op moleculair niveau lijkt het resultaat op een rol kippengaas en is het het sterkste materiaal dat de wetenschap kent. Zes keer lichter dan staal en potentieel honderden malen sterker, geleiden de buizen ook warmte effectiever dan diamant en geleiden ze elektriciteit effectiever dan koper.

Omdat ze zo dun zijn, zijn ze van nature onzichtbaar voor het blote oog, en een verzameling nanobuisjes in hun ruwe staat lijkt op een petrischaaltje vol roet. Om hun mechanische (en elektronische) eigenschappen te kunnen benutten, is het nodig om vele biljoenen van deze onzichtbare reeksen te 'spinnen', wat tot voor kort niet mogelijk was.

Een van de meest opvallende potentiële toepassingen is het maken van kabels voor een lift naar de ruimte (een vrij oud en tot voor kort totaal onpraktisch idee, vanwege de onmogelijkheid om een ​​100.000 kilometer (62.000 mijl) liftkabel te maken die niet zou instorten onder zijn eigen gewicht). Ze kunnen ook worden gebruikt om kanker te genezen - duizenden kunnen in een individuele cel passen en door ze te coaten met foliumzuur worden ze gericht en binden ze zich met kankercellen. De buizen worden dan verwarmd met een infrarood-laser, waardoor deze cellen het liefst sterven. Andere toepassingen zijn sterkere, lichtere kogelwerende vesten, efficiëntere windmolenbladen op windmolenparken en het maken van de meest gelikte kaasschaaf die u maar kunt bedenken.

3Pykrete

In 1942 hadden de Britten een probleem. Ze hadden vliegdekschepen nodig om Duitse U-boten te helpen bestrijden, maar er was geen reservestaal te bouwen. Een man genaamd Geoffrey Pyke dacht dat misschien een enorm drijvend ijseiland het antwoord zou kunnen zijn, maar dit idee was twee jaar eerder gesuggereerd (en vervolgens belachelijk gemaakt en gedumpt). IJs is misschien goedkoop, maar het breekt ook zonder veel provocatie of smelt uiteindelijk.

Een paar New Yorkse wetenschappers troffen echter een mengsel van ijs en houtpulp dat niet alleen dreef, maar ook kogelwerend was als baksteen, onbreekbaar en niet smolt. Het materiaal kan worden bewerkt zoals hout of gegoten in vormen zoals een metaal. In water zou een isolerende schil van natte houtpulp worden gevormd, waardoor verder smelten wordt voorkomen, en elk daaruit vervaardigd schip zou theoretisch kunnen worden gerepareerd terwijl het nog op zee was.

Maar vanwege al zijn verrassende eigenschappen was Pykrete uiteindelijk niet geschikt voor het beoogde doel. Een schaalmodel van 1.000 ton werd snel gebouwd en bevroren gehouden door een motor met één pk, maar er werd vastgesteld dat het ijs na verloop van tijd zou doorzakken, tenzij het tot een temperatuur van -16 graden F werd gehouden, wat een gecompliceerd stelsel van kanalen zou vereisen. Er werd ook op gewezen dat de vereiste grote hoeveelheid houtpulp voldoende zou zijn om de papierproductie ernstig te beïnvloeden. Pykrete bleef uiteindelijk een creatieve, fascinerende en onwerkbare mislukking.

2BacillaFilla

Beton veroudert in de loop van de tijd en neemt de ziekelijk vervuilde grijze blik aan die we allemaal kennen en ontwikkelt breuken in het proces. Reparaties zijn tijdrovend en duur - als de fundering van een gebouw kraakt, is er vaak geen gemakkelijke manier om het te repareren. Veel gebouwen in aardbevingszones zijn om deze reden eenvoudig afgebroken.

Maar een groep studenten van de Universiteit van Newcastle (VK) heeft een genetisch gemodificeerde microbe geproduceerd, die is 'geprogrammeerd om fijne spleten in beton weg te zwemmen [en een mengsel van calciumcarbonaat en bacteriële lijm te produceren ... om het gebouw te' breien '. samen".

Het "programmeren" van de BacillaFilla-sporen betekent dat ze pas beginnen te ontkiemen bij contact met beton, kunnen voelen wanneer ze de bodem van scheuren bereiken (reparatie wordt pas geactiveerd als ze dat doen), verharden tot dezelfde sterkte als het omringende beton en hebben een ingebouwd zelfvernietigings-gen om te voorkomen dat ze schurken gaan gebruiken en massieve betontumoren produceren. Er zijn ook gevolgen voor het milieu - 5% van alle door de mens gemaakte koolstofdioxide komt van de productie van beton. Het is te hopen dat de sporen in staat zullen zijn om het leven van structuren te verlengen die zeer kostbaar zouden zijn om opnieuw te bouwen.

1D3O

Bescherming tegen stoten is altijd een moeilijk probleem geweest - hoe maak je iets dat echte bescherming biedt zonder te zwaar of inflexibel te worden? Plastic kniestukken, bijvoorbeeld, beperken de beweging en kunnen nog steeds botsingen naar bot overbrengen.

D30 biedt een ingenieuze oplossing voor dit probleem. Het is een materiaal gemaakt van 'intelligente moleculen' die zich vrij bewegen (zoals Play-Doh) onder zachte druk, maar opsluiten als ze hard worden geraakt. Jassen zijn al op de markt met D30-pads die flexibiliteit bieden, evenals bescherming tegen het asfalt, honkbalknuppels of vuisten waar je per ongeluk naar toe kunt lopen. De pads zijn onopvallend, waardoor de jassen geschikt zijn voor stuntmannen of zelfs politie.

Het materiaal werkt eigenlijk op een bekend principe, vergelijkbaar met de mengeling van maïszetmeel en water dat je je herinnert van wetenschappelijke experimenten op basisscholen. (Sommige mensen vullen zelfs pools met de dingen.)