Aerogelis: lengviausia žmonijai žinoma kieta medžiaga
Nuo to laiko, kai aerogelį 1931 m. atrado mokslininkas amerikietis Samuelis Kristleris, ši medžiaga buvo naudojama kosminėse misijose dulkėms surinkti nuo kometų uodegų, vyriausybių agentūrų kuriant izoliuotas palapines ir net drabužių, kurie apsaugo žmogų nuo perkaitimo, gamybai.
Kaip matoma paveikslėlyje, aerogelis gali apsaugoti gėlės žiedą nuo karštos ugnies.
NASA šią medžiagą pavadino „Mėlynuoju rūku“ („Blue Smoke“), nes ji atrodo tarsi mėlyna holograma. Medžiaga tokia įdomi dėl savo paradoksalių savybių. Šis kietas gelis yra lengvas kaip oras, tačiau jis gerai apsaugo nuo šilumos. Kaip matoma paveikslėlyje, aerogelis gali apsaugoti gėlės žiedą nuo karštos ugnies.
Molekulės, kurios sudaro arogelį, taip pat gali veikti kaip mažos beisbolo pirštinės – sugauna greitai skriejančias daleles jų nesugadindamos. Ši savybė buvo panaudota ir NASA „Stardust“ misijoje.
Mokslininkai uždėjo silicio aerogelį ant didelio teniso formos raketės kolektoriaus, kuris buvo už „Stardust“ erdvėlaivio. Erdvėlaivis turėjo sugauti trapius dalelių fragmentus, skriejančius pro kometą „Wild 2“ jų nepažeidžiant.
Kadangi aerogelis yra tvirtas ir iš dalies permatomas, vėliau mokslininkai galėjo nesunkiai rasti ir surinkti daleles.
Aerogelio pirmtakas struktūriškai panašus į valgomus guminukus. Želatinos milteliai guminukuose juos sumaišius su šiltu vandeniu suformuoja lankstų, lipnų tirpalą, kuris atšalęs tampa standžiu, susijusiu tinklu, kuris chemiškai atrodo tarsi išsidarkęs siūlų kamuolys, įdėtas į formą. Tačiau jeigu guminukus pašildysite ir išdžiovinsite, vėl liks guminukų milteliai.
O aerogelis išgaunamas iš įvairiausių cheminių medžiagų, priklausomai nuo to, kokia bus jo naudojimo paskirtis. Dažniausiai aerogelis gaminamas iš silicio. Skirtingai nei guminukai, aerogelio gamybos metu būna daugybė ciklų labai preciziško vėsinimo iš šildymo, po kurių išdžiūvęs jis įgyja savo formą.
Galis: metalas, kuris tirpsta kambario temperatūroje
Galis, priklausomai nuo temperatūros, elgiasi labai keistai: esant šaltai temperatūrai jis būna kietas, tačiau kai yra pašildomas vos aukščiau nei kambario temperatūra, pavirsta blizgiu skysčiu.
Iki šiol pagrindinė metalo panaudojimo paskirtis buvo išmaniųjų telefonų, aerokosmoso ir telekomunikacijų industrijose.
Galį rasime Periodinių elementų lentelėje, tačiau gamtoje jo beveik nėra. Metalo pėdsakų galima aptikti cinko rūdoje ir boksite, kuris yra pagrindinis aliuminio gavybos šaltinis.
Jeigu gausite galio, būkite atsargūs ir nepilkite ant savo telefono, nes galis gadina kitus metalus.
Vaizdo įraše galima matyti, kas nutinka galio užpylus ant „iPhone“ telefono.
Deimantiniai nanosiūlai: medžiaga kosminiam keltuvui
Šis žmogaus sukurtas zigzago struktūros pluoštas iš anglies atomų primena, kad deimantų struktūra gali būti stipriausia, kiečiausia kada nors sukurta nanomedžiaga.
Tačiau bent jau kol kas panašu, kad deimantų nanosiūleliai galėtų būti pakankamai ploni ir kieti, kad iš jų būtų sukurtas keltuvas į kosmosą.
Deimantiniai nanosiūlai buvo atrasti 2014 m., o jų stiprumas lenkia ir anglies nanovamzdelių – dar vienos itin tvirtos ir lengvos medžiagos.
Be to, deimantiniai nanosiūleliai yra itin ploni. Jų skersmuo siekia vos tris atomus, medžiaga kur kas plonesnė nei plaukas.
Kadangi deimantiniai nanosiūleliai atrasti tik neseniai, jų sudėtį reikės patvirtinti aukštesnės raiškos vaizdais, taip pat norint medžiagą panaudoti komerciškai, reiks įdėmiau ištyrinėti ir geriau suprasti jos chemines savybes.
Tačiau bent jau kol kas panašu, kad deimantų nanosiūleliai galėtų būti pakankamai ploni ir kieti, kad iš jų būtų sukurtas keltuvas į kosmosą. Kiti kandidatai, pavyzdžiui, geležis, ilgainiui nulūžtų dėl padidėjusio svorio.
Feroskystis: magnetinis skystis suformuoja neįtikėtinas struktūras
Ši dygliuotos formos supersmulkių magnetinių dalelių suspensija – dažniausiai geležies – yra skystis, kuris ima „šokti“ ir keisti formas jį veikiant magnetiniu lauku. Kiekviena individuali maža dalelė padengta paviršinio aktyvumo medžiaga, kuri apsaugo, kad dalelės nesusilietų.
Dalelės nėra panašios į magnetus, kuriuos priklijuojate prie šaldytuvo. Jas mokslininkai vadina paramagnetinėmis, o tai reiškia, kad kai jos yra šalia magnetinio lauko, pavirsta mažyčiais magnetais, kurie juda aplink ir prisijungia prie kitų mažų magnetiniame lauke suspenduotų magnetų.
Feroskystį 1936 m. kaip prototipą raketiniam kurui, kuris stumtų erdvėlaivį pritaikius magnetinį lauką, išrado NASA mokslininkas Steve'as Pappellas.
Keisčiausias dalykas kalbant apie feroskysčius yra tas, kad jie tuo pat metu elgiasi ir kaip skysčiai, ir kaip kietos medžiagos.
