Textiles électroniques
Si nous nous réunissons à nouveau en 2020, nos vêtements seront très probablement fabriqués à partir de tissus électroniques. Pourquoi transporter autant de gadgets qui sont si faciles à perdre alors que nous pouvons simplement transporter nos ordinateurs? Nous créerons des vêtements à la surface desquels la vidéo de notre choix sera constamment projetée (à moins que nous ne nous en lassions au point de devoir l'éteindre). Imaginez ce que ce serait de porter, par exemple, un long imperméable qui abrite un écran qui montre en permanence le ciel nocturne en temps réel. Il sera possible de parler au «téléphone», simplement en faisant un geste de la main qui active l'électronique sur le revers de la veste, et en pensant ensuite uniquement à ce que l'on aimerait dire (le reste sera pris en charge par une interface spéciale). Les possibilités des textiles électroniques sont vraiment infinies.
Métaux amorphes
Les métaux amorphes, également appelés verre métallique, sont composés de molécules métalliques avec une structure atomique désordonnée. Ils peuvent être deux fois plus résistants que l'acier. En raison de leur structure désordonnée, ils sont capables de distribuer l'impact de l'énergie externe plus efficacement que le réseau cristallin d'un métal, qui présente des points vulnérables. Les métaux amorphes sont fabriqués par refroidissement ultra-rapide des métaux fondus avant qu'ils ne puissent se réaligner dans leurs structures cristallines précédentes.
Les métaux amorphes pourraient devenir la prochaine génération d'armures pour les équipements militaires avant d'être remplacés au milieu du siècle par des «diamantoïdes», des nanomatériaux dans lesquels les atomes de carbone sont liés entre eux de la même manière que dans les fragments du réseau cristallin du diamant. D'un point de vue environnemental, les métaux amorphes ont des propriétés qui augmentent l'efficacité des réseaux électriques jusqu'à 40%, évitant ainsi le rejet de milliers de tonnes de polluants dans l'atmosphère.
Vidéo promotionelle:
Diamants artificiels
Nous commençons à couvrir de plus en plus de diamants artificiellement développés par dépôt chimique en phase vapeur, ce qui annonce une époque où toutes les pièces de la machine seront fabriquées à partir de ce matériau. Le diamant est un matériau de structure idéal: il a une résistance colossale, mais en même temps il est léger, il est fabriqué à partir d'un élément largement disponible, le carbone. Il se caractérise par des propriétés telles que la conductivité thermique presque maximale possible et la réfractarité la plus élevée parmi tous les matériaux. En introduisant le minimum d'impuretés, vous pouvez obtenir un diamant de presque toutes les couleurs imaginables. Imaginez un avion dans lequel des centaines de milliers de pièces mobiles sont fabriquées à partir de pièces diamantées parfaitement taillées. Une telle machine sera aussi puissante que n'importe quel avion de combat moderne,à quel point le F-22 actuel est-il supérieur au Fokker Dr. Je numéro de 1917.
Aérogels
L'aérogel occupe 15 pages du livre Guinness des records, plus que tout autre matériel existant. Certains l'appellent «fumée gelée». Ce matériau vraiment incompréhensible est réalisé par séchage supercritique de gels liquides constitués de dioxydes d'aluminium, de silicium, de chrome, d'étain ou de carbone. Il est vide de 99,8%, ce qui rend l'aérogel translucide. C'est un isolant fantastique: si vous avez un bouclier d'aérogel, vous pouvez facilement vous protéger du jet de flamme du lance-flammes. Il arrête le froid aussi efficacement que la chaleur. Il est tout à fait possible de construire une maison chaude sur la lune à partir d'aérogel. Les aérogels ont une surface incroyable en raison de leur structure poreuse interne: un cube d'aérogel avec un côté de 2,5 centimètres a une surface totale équivalente à un terrain de football. Malgré leur faible résistance, les aérogels sont considérés comme un composant potentiel du blindage militaire en raison de leurs propriétés isolantes.
Nano tubes de carbone
Les nanotubes de carbone sont de longues chaînes de molécules de carbone liées entre elles par la liaison chimique la plus forte possible, la liaison sp2 qui surpasse même celle qui relie les molécules de carbone dans un diamant. Les nanotubes de carbone ont de nombreuses propriétés physiques étonnantes, y compris ce que l'on appelle la conductivité balistique, ce qui les rend idéales pour une utilisation en électronique, et une résistance à la traction si élevée qu'ils sont la seule substance pouvant être utilisée pour créer un ascenseur spatial. La résistance spécifique des nanotubes de carbone est de 48 000 kNm / kg, ce qui est le plus élevé parmi tous les matériaux connus. En comparaison, l'acier à haute teneur en carbone a un facteur de résistance de 154 kNm / kg, ce qui signifie que les nano-tubes en carbone sont 300 fois plus résistants. Ils peuvent être utilisés pour construire des tours de plusieurs kilomètres de haut.
Métamatériaux
Un métamatériau est tout matériau dont les propriétés sont déterminées non pas tant par les propriétés de ses éléments constitutifs que par une structure périodique créée artificiellement. Ils peuvent être utilisés pour créer une cape d'invisibilité aux micro-ondes, un bouclier d'invisibilité 2D et des matériaux avec d'autres propriétés optiques inhabituelles. La nacre a obtenu sa couleur irisée grâce à des métamatériaux organiques. Certains ont un indice de réfraction négatif, une propriété optique qui permet de créer des "super lentilles" avec une résolution optique inférieure à la longueur d'onde du rayonnement qui crée l'image! Cette technologie est appelée intrascopie sous-longueur d'onde. Les métamatériaux seront utilisés dans les dispositifs optiques à réseau phasé,capable de créer des hologrammes parfaits sur un affichage bidimensionnel. Ces hologrammes peuvent être si parfaits qu'une personne, debout à 15 centimètres de l'écran et regardant au loin avec des jumelles, ne remarquera même pas qu'il s'agit d'un hologramme.
Mousse métallique
La mousse métallique est ce que vous obtenez lorsque vous ajoutez un matériau moussant, de la poudre d'hydrure de titane, à l'aluminium fondu, puis refroidissez. Le résultat est une structure extrêmement solide, tout en étant relativement légère en raison du fait qu'elle contient 75 à 95% d'air. En raison de leur densité inhabituellement faible, les mousses métalliques sont censées être utilisées comme matériaux de construction dans les colonies spatiales. Certaines mousses métalliques sont si légères qu'elles flottent à la surface de l'eau, ce qui en fait des matériaux idéaux pour la construction de villes flottantes, comme celles décrites par Marshall Savage dans son célèbre livre The Millennium Project.
Superalliages
Le superalliage est le terme utilisé pour désigner le métal qui peut fonctionner à des températures extrêmement élevées, jusqu'à 1100 C °. Ils sont populaires comme matériau pour les zones surchauffées des turbines de moteurs-fusées. Ils sont également utilisés pour fabriquer des structures respirantes de pointe telles que des avions statoréacteurs hypersoniques. Voler dans le ciel sur un paquebot supersonique, il ne faut pas oublier que nous devons cette chance aux superalliages.
Oxyde d'aluminium transparent
Le corindon transparent (oxyde d'aluminium) est trois fois plus résistant que l'acier tout en transmettant la lumière. Le nombre d'applications possibles pour ce matériau est incroyable. Imaginez un gratte-ciel ou une ville entière, principalement en acier transparent. L'horizon du futur peut sembler complètement différent: ce ne sera pas un monolithe, mais un amas de points flottant dans les airs (habitation opaque et autres locaux). La station spatiale géante, construite à partir d'oxyde d'aluminium transparent, peut naviguer en orbite terrestre basse sans créer de point noir désagréable lorsqu'elle survole la tête des gens. Au fait, vous pouvez enfin en faire de véritables épées transparentes!
Fullerènes artificiellement cultivés
Les diamants sont, bien sûr, très résistants, mais les nanotubes de diamant agrégés (appelés fullerène amorphe) sont encore plus résistants. Le fullerène amorphe a un module de masse isotherme de 491 gigapascal (GPa), qui est supérieur à celui du diamant - 442 GPa. Sur la figure, vous pouvez voir que la structure nanométrique du fullerène lui donne une belle apparence arc-en-ciel. Les fullerènes peuvent être beaucoup plus forts que les diamants, mais cela consomme beaucoup d'énergie. Après «l'âge du diamant», nous entrerons sûrement dans «l'âge du fullerène» et nos technologies deviendront encore plus avancées.