Têxteis eletrônicos
Se nos encontrarmos novamente em 2020, nossas roupas provavelmente serão feitas de tecidos eletrônicos. Por que carregar tantos aparelhos que são tão fáceis de perder quando podemos simplesmente carregar nossos computadores? Vamos criar roupas sobre a superfície das quais o vídeo de nossa escolha será constantemente projetado (a menos que nos cansemos dele a ponto de ter que desligá-lo). Imagine como seria usar, digamos, uma longa capa de chuva que abriga uma tela que mostra continuamente o céu noturno em tempo real. Será possível falar ao "telefone", simplesmente fazendo um gesto com a mão que ativa a eletrónica na lapela do casaco, e depois só pensando no que gostaríamos de dizer (o resto ficará a cargo de uma interface especial). As possibilidades dos têxteis eletrônicos são infinitas.
Metais amorfos
Os metais amorfos, também chamados de vidro metálico, são compostos de moléculas de metal com uma estrutura atômica desordenada. Eles podem ser duas vezes mais fortes que o aço. Devido à sua estrutura desordenada, eles são capazes de distribuir o impacto da energia externa de forma mais eficiente do que a estrutura cristalina de um metal, que possui pontos vulneráveis. Metais amorfos são feitos por resfriamento ultra-rápido de metais fundidos antes que eles possam se realinhar em suas estruturas cristalinas anteriores.
Metais amorfos podem se tornar a próxima geração de blindagem para equipamento militar antes de serem substituídos em meados do século por "diamondoides", nanomateriais nos quais os átomos de carbono estão ligados entre si da mesma forma que em fragmentos da estrutura do cristal de diamante. Do ponto de vista ambiental, os metais amorfos possuem propriedades que aumentam a eficiência das redes elétricas em até 40%, evitando o lançamento de milhares de toneladas de poluentes na atmosfera.
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Diamantes artificiais
Estamos começando a cobrir cada vez mais diamantes cultivados artificialmente usando deposição química de vapor, o que representa um momento em que todas as peças das máquinas serão feitas desse material. O diamante é um material estrutural ideal: tem uma força colossal, mas ao mesmo tempo é leve, é feito de um elemento amplamente disponível, o carbono. É caracterizado por propriedades como condutividade térmica quase máxima possível e a maior refratariedade entre todos os materiais. Ao introduzir a quantidade mínima de impurezas, você pode obter um diamante de quase qualquer cor imaginável. Imagine um avião no qual centenas de milhares de peças móveis são fabricadas a partir de peças de diamante perfeitamente lapidadas. Essa máquina será tão poderosa quanto qualquer lutador modernoquanto é o F-22 atual superior ao Fokker Dr. I edição de 1917.
Aerogels
O aerogel ocupa 15 páginas do Guinness Book of Records, mais do que qualquer material existente. Alguns chamam de "fumaça congelada". Este material verdadeiramente incompreensível é feito por secagem supercrítica de géis líquidos consistindo de alumínio, silício, cromo, estanho ou dióxido de carbono. É 99,8% vazio, o que torna o aerogel translúcido. É um isolante fantástico: se você tiver um escudo de aerogel, poderá se proteger facilmente do jato de chamas do lança-chamas. Ele para no frio com a mesma eficácia. É perfeitamente possível construir uma casa quente na lua a partir do aerogel. Os aerogéis têm uma área de superfície incrível devido à sua estrutura porosa interna: um cubo de aerogel com 2,5 centímetros de lado tem uma superfície total equivalente a um campo de futebol. Apesar de sua baixa resistência, os aerogéis são considerados um componente potencial para blindagem militar devido às suas propriedades isolantes.
Nanotubos de carbono
Nanotubos de carbono são longas cadeias de moléculas de carbono ligadas entre si pela ligação química mais forte possível, uma ligação sp2 espacial que supera até mesmo aquela que conecta as moléculas de carbono em um diamante. Os nanotubos de carbono têm inúmeras propriedades físicas surpreendentes, incluindo a chamada condutividade balística, que os torna ideais para uso em eletrônica, e com resistência à tração tão alta que são a única substância que pode ser usada para criar um elevador espacial. A força específica dos nanotubos de carbono é 48.000 kNm / kg, que é a mais alta entre todos os materiais conhecidos. Em comparação, o aço com alto teor de carbono tem um fator de resistência de 154 kNm / kg, o que significa que os nanotubos de carbono são 300 vezes mais fortes. Eles podem ser usados para construir torres com vários quilômetros de altura.
Metamateriais
Metamaterial é qualquer material cujas propriedades são determinadas não tanto pelas propriedades de seus elementos constituintes, mas por uma estrutura periódica criada artificialmente. Eles podem ser usados para criar uma capa de invisibilidade de microondas, um escudo de invisibilidade 2D e materiais com outras propriedades ópticas incomuns. A madrepérola adquiriu sua cor iridescente graças aos metamateriais orgânicos. Alguns têm um índice de refração negativo, uma propriedade óptica que pode ser usada para criar "super lentes" com uma resolução óptica menor que o comprimento de onda da radiação que cria a imagem! Essa tecnologia é chamada de intrascopia de sub-comprimento de onda. Metamateriais serão usados em dispositivos ópticos phased array,capaz de criar hologramas perfeitos em uma tela bidimensional. Esses hologramas podem ser tão perfeitos que uma pessoa, parada a 15 centímetros da tela e olhando ao longe com binóculos, nem perceberá que se trata de um holograma.
Espuma metálica
Espuma metálica é o que você obtém quando adiciona um material espumante, pó de hidreto de titânio, ao alumínio fundido e depois esfria. O resultado é uma estrutura extremamente forte, embora relativamente leve, devido ao fato de ser 75-95 por cento de ar. Devido à sua densidade incomumente baixa, as espumas de metal são destinadas ao uso como material de construção em colônias espaciais. Algumas espumas de metal são tão leves que flutuam na superfície da água, tornando-as materiais ideais para a construção de cidades flutuantes, como as descritas por Marshall Savage em seu famoso livro, The Millennium Project.
Superligas
Superliga é o termo usado para designar metal que pode funcionar em temperaturas extremamente altas, de até 1100 C °. Eles são populares como material para zonas superaquecidas de turbinas de motores de foguete. Eles também são usados para fazer estruturas respiráveis de última geração, como aeronaves ramjet hipersônicas. Voando pelo céu em um forro supersônico, devemos lembrar que devemos esta oportunidade às superligas.
Óxido de alumínio transparente
O corindo transparente (óxido de alumínio) é três vezes mais forte do que o aço e ainda assim transmite luz. O número de aplicações possíveis para este material é incrível. Imagine um arranha-céu ou uma cidade inteira, feita principalmente de aço transparente. O horizonte do futuro pode parecer completamente diferente: não será um monólito, mas um aglomerado de pontos flutuando no ar (residências opacas e outras instalações). A gigantesca estação espacial, construída com óxido de alumínio transparente, pode navegar na órbita baixa da Terra sem criar uma mancha preta desagradável quando voa sobre a cabeça das pessoas. A propósito, você pode finalmente fazer espadas transparentes reais com ele!
Fulerenos artificialmente cultivados
Os diamantes são, é claro, muito fortes, mas os nanotubos de diamante agregados (chamados de fulereno amorfo) são ainda mais fortes. O fulereno amorfo tem um módulo de bulk isotérmico de 491 Gigapascal (GPa), que é maior do que o do diamante - 442 GPa. Na figura, você pode ver que a estrutura em nanoescala do fulereno dá a ele uma bela aparência de arco-íris. Os fulerenos podem ser muito mais fortes do que os diamantes, mas exigem muita energia. Após a "Idade do Diamante", certamente entraremos na "Idade Fulerena" e nossas tecnologias se tornarão ainda mais avançadas.
