Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Naukowcy z Oak Ridge National Laboratory wynaleźli materiał, który wodoodpornością przewyższa wszystko, co dotychczas znaliśmy. Jego bardzo istotną cechą jest łatwość produkcji oraz jej niski koszt.

Wynalazcy złożyli już odpowiedni wniosek patentowy i zapewniają, że ich materiał przyda się zarówno do produkcji odzieży, jak i pokryć dachowych czy kadłubów statków. Lista potencjalnych zastosowań wydaje się nie mieć końca.

Niezwykła nanostruktura nowego materiału powoduje, że pomiędzy materiałem a wodą, zawsze znajduje się cienka warstwa powietrza. Wynalazca materiału, John Simpson, nazwał to „efektem Mojżesza”.

Simpson nie jest pierwszym naukowcem, który opracował superwodoodporny materiał. Jednak poprzednie materiały nigdy nie wyszły poza naukowe laboratoria, gdyż są zbyt drogie w produkcji, nie można ich zastosować w odzieży i nie jest możliwe produkowanie ich na skalę przemysłową.

Moim celem było opracowanie najlepszej z możliwych powierzchni wodoodpornych. Wynalazłem szklany proszek o niezwykłych właściwościach, który powoduje, że wszelkie roztwory bazujące na wodzie ‘odskakują’ od powierzchni pokrytej tym proszkiem – mówi Simpson.

Opracowany przez niego proces polega na zróżnicowanym połączeniu dwóch faz szkła. Naukowiec zaczął od warstwy borokrzemianu, którą podgrzał i zmielił na proszek. Następnie połączył go ze szklanym proszkiem zawierającym boran. Zróżnicowanie połączenie prawiło, że powstał porowaty materiał o niezwykłej nanostrukturze. Simpson potraktował go na koniec roztworem, który zmienił właściwości chemiczne szkła na hydrofobowe. Obecność porów oraz odpowiednia nanostruktura wzmocniły efekt napięcia powierzchniowego cieczy powodując, że nie przyczepia się ona do materiału.

Proszek Simpsona jest, jak widzimy, łatwy w produkcji i wystarczy niewielka jego ilość by pokryć dużą powierzchnię. Dodatkową zaletą proszku jest fakt, iż działa on jak termoizolator. Pokryty nim materiał pozostanie zawsze suchy, a pory zapewnią, że będzie on „oddychał”. To jednak nie wszystko. Proszek w większości składa się z amorficznej krzemionki, jest więc bardzo dobrym izolatorem elektrycznym. Jakby jeszcze tego było mało, w dużej mierze chroni on przed powodowaną przez wodę korozją, gdyż woda nie styka się z powierzchnią, którą pokrywa proszek.

To, że nie zmokniemy w czasie deszczu, przyniesie nam niewielką osobistą korzyć. Ale zmniejszenie energochłonności transportu wodnego czy przedłużenie żywotności mostów i budynków ma olbrzymie znacznie dla gospodarki, społeczeństwa i pojedynczego człowieka – mówi Simpson.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Jak zrobią wersję w aerozolu, to się Otylia i inni pływacy będą tym smarować jak antyperspirantem, haha :)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ten wynalazek jest genialny!!! To będzie rewolucja na skale światową! Dzięki temu proszkowi, ubrania nie będą moknąć podczas deszczu, metal nie będzie się korodował, drewno nie będzie gnić po przemoknięciu, a lista innych zastosowań jest baaardzo długa.

Niestety wiąże się z tym wynalazkiem jeden problem. Skoro będą nim pokryte ubrania, czyli będą odpychać wodę, to jak będzie się prać brudne ubrania? Chyba, że razem z wodą bedzie odpychany brud :)

Share this post


Link to post
Share on other sites

i zwnou "szklany" wynalazek ;]

Niestety wiąże się z tym wynalazkiem jeden problem. Skoro będą nim pokryte ubrania, czyli będą odpychać wodę, to jak będzie się prać brudne ubrania? Chyba, że razem z wodą bedzie odpychany brud :)

to i tak związki lipofilowe będą odwalać całą tę brudną robotę. i bo ja wiem... może i genialny. Ale włókna szklane też są genialne a skończyły jako kiczowate lampki na które patrzeć nie mogę, choć mogłyby przynieść wiele korzyści

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Microsoft stworzył prototypowy system do przechowywania informacji w szkle. We współpracy z firmą Warner Bros. koncern zapisał oryginalny firm Superman z 1978 roku na kawałku szkła o wymiarach 75x75x2 milimetry. Prace nad zapisywaniem danych w szkle są prowadzone przez Microsoft Research i stanowią one część projektu, w ramach którego Microsoft opracowuje nowe technologie archiwizacji danych na potrzeby platformy Azure.
      Budujemy całkiem nowy system, poinformował dyrektor wykonawczy Microsoftu Satya Nadella podczas konferencji Ignite. W ramach Project Silica wykorzystywane jest standardowe szkło kwarcowe.
      Obecnie Warner Bros archiwizuje filmy przenosząc ich wersje cyfrowe na taśmę i dzieląc je na trzy kolory składowe. Monochromatyczne negatywy są bowiem bardziej odporne na upływ czasu niż filmy kolorowe. To kosztowny i długotrwały proces. Microsoft chce go uprościć i obniżyć jego koszty. Jeśli Project Silica okaże się skalowalny i efektywny ekonomicznie, to będzie czymś, co z chęcią zastosujemy. Jeśli dobrze sprawdzi się w naszym przypadku, sądzimy, że będzie też przydatny dla każdego, kto chce archiwizować dane, mówi Vicky Colf, dyrektor ds. technologicznych w Warner Bros.
      Microsoft wykorzystuje femtosekundowe lasery pracujące w podczerwieni do zapisu danych na „wokselach”, trójwymiarowych pikselach. Każdy z wokseli ma kształt odwróconej kropli, a zapis dokonywany jest poprzez nadawanie mi różnych wielkości i różnej orientacji. Na szkle o grubości 2 milimetrów można zapisać ponad 100 warstw wokseli. Odczyt odbywa się za pomocą kontrolowanego przez komputer mikroskopu, który wykorzystuje różne długości światła laserowego. Światło zostaje odbite od wokseli i jest przechwytywane przez kamerę. W zależności od orientacji wokseli, ich wielkości oraz warstwy do której należą, odczytywane są dane.
      Wybór szkła jako nośnika danych może dziwić, jednak to bardzo obiecujący materiał. Szkło może przetrwać tysiące lat. Na płytce o wymiarach 75x75x2 milimetry można zapisać ponad 75 gigabajtów danych i zostanie sporo miejsca na zapisanie informacji do korekcji błędów. Podczas testów szkło było zalewane wodą, poddawane działaniu pola magnetycznego, mikrofal, gotowane w wodzie, pieczone w temperaturze 260 stopni Celsjusza i rysowane za pomocą stalowych drapaków. Za każdym razem dane można było odczytać.
      Duża wytrzymałość szkła oznacza, że archiwa z cyfrowymi danymi będą mniej podatne na powodzie, pożary, trzęsienia ziemi, zaburzenia powodowane polem magnetycznym czy na wyłączenia prądu. Ponadto szkło zajmuje niewiele miejsca. Jego największą zaletą jest wytrzymałość. Prawdopodobnie zapisane w nim dane można będzie przechowywać przez ponad 1000 lat. Stosowane obecnie metody magnetycznego zapisu ulegają szybkiej degradacji w ciągu kilku lat, dlatego też archiwalne dane zapisane na dyskach są co jakiś czas przegrywane na kolejne urządzenia.
      Celem Project Silica nie jest stworzenie produktu dla konsumentów indywidualnych. Szklane systemy przechowywania danych mają być skierowane do firm chcących archiwizować duże ilości informacji. Nie próbujemy stworzyć czegoś, co będzie używane w domu. Pracujemy nad metodą archiwizacji w skali chmur obliczeniowych. Chcemy wyeliminować kosztowny cykl ciągłego przenoszenia i zapisywania danych. Chcemy mieć coś, co można będzie odłożyć na półkę na 50, 100 czy 1000 lat i zapomnieć o tym do czasu, aż będzie potrzebne, mówi Ant Rowstron, zastępca dyrektora laboratorium w Microsoft Research Cambridge.
       


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Do czego przydaje się skórka sera pleśniowego, poza dostarczaniem niezapomnianych wrażeń smakowych oraz utrzymywaniem gomułki w całości i poza zasięgiem niepożądanych mikroorganizmów? Okazuje się, że może być inspiracją dla projektantów nowych materiałów, w tym przypadku podlegającego samooczyszczaniu (Proceedings of the National Academy of Sciences).
      Zespół pracujący pod kierownictwem Wendelina Starka z Politechniki Federalnej w Zurychu postanowił stworzyć materiał naśladujący skórkę sera camembert. W tym celu zbudowano coś na kształt biokanapki. Najpierw Szwajcarzy uzyskali dwuwymiarową warstwę polimeru, którą zaszczepili grzybami Penicillium roqueforti (stosuje się je jako kultury starterowe przy produkcji miękkich serów z przerostami niebieskiej pleśni). Później całość zamknięto w dwóch warstwach porowatego plastiku, który utrzymywał grzyby w środku, ale był jednocześnie przepuszczalny dla cieczy, w tym wypadku składników odżywczych, i gazów. Podczas testów materiał skrapiano roztworem cukru. W ciągu 2 tygodni grzyby całkowicie zjadały cukier, a po zmetabolizowaniu go przechodziły w stan spoczynku. By poza okresami obfitości pożywienia, które można inaczej opisać jako czas realizacji funkcji oczyszczających, P. roqueforti utrzymały się przy życiu, należy utrzymywać odpowiednią wilgotność otoczenia.
      Szwajcarzy snują wielkie plany na przyszłość. Zastanawiają się nad zastosowaniem pokryć "biokanapkowych" w ścianach drapaczy chmur. Zastępując grzyby P. roqueforti glonami, można by przetwarzać dwutlenek węgla na tlen. Poza tym warto by pomyśleć o opakowaniach zapobiegających skażeniu i zepsuciu żywności/napojów czy nowych powierzchniach antybakteryjnych.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W przyszłości postęp technologiczny może doprowadzić do powstania mikroukładów zdolnych do wykrywania setek chorób. Urządzenia takie mogłoby np. identyfikować pojedyncze komórki nowotworowe we krwi.
      Jednak produkcja układów typu lab-on-a-chip jest trudna z technicznego punktu widzenia, czasochłonna i niezwykle kosztowna. Obecnie nanoczujniki wykonuje się za pomocą litografii elektronowej. To bardzo powolna metoda. Stworzenie czujników na powierzchni 6 milimetrów kwadratowych zajmuje wiele godzin. Jako że za samo wynajęcie maszyny do litografii trzeba zapłacić 200 USD za godzinę, takie czujniki kosztowałyby ponad 600 dolarów za sztukę.
      Nikt nie chce, by układy były tak drogie. Naukowcy szukają czegoś tańszego. To wyklucza wiele technik produkcji - mówi profesor Nicholas Fang z MIT-u, twórca prostej, precyzyjnej i taniej techniki produkcji czujników.
      Uczony wraz z zespołem wykorzystali technologię podobną do litografii, w której wykorzystuje się polimerowe „pieczątki". Najpierw polimer nakłada się pod ciśnieniem na wzorzec, a następnie poddaje się go działaniu światła ultrafioletowego. Polimer twardnieje. Później zostaje zdjęty ze wzorca i wypełniony metalem. Polimer jest następnie usuwamy, dzięki czemu otrzymujemy metalowy wzorzec. Technika ta jest tania, jednak nieprecyzyjna. Polimer może się nieco odkształcać, dając kopie odbiegające od oryginału.
      Fang postanowił zastąpić polimer szkłem. Myślimy o szkle jako o czymś bardzo delikatnym, szczególnie gdy jest roztopione. Jest ono w tym stanie bardzo płynni, miękkie i może szybko przyjmować dokładny kształt wzorca. Niezwykłe jest to, że tak samo działa ono w bardzo małej skali - stwierdził uczony.
      Naukowcy zaczęli szukać idealnego kandydata i stwierdzili, że ich potrzeby najlepiej zaspokoi szkło superjonowe. To materiał zawierający jony, które po przyłożeniu napięcia można łatwo aktywować.
      Uczeni napełnili niewielką strzykawkę takim szkłem, a następnie podgrzali igłę, by je roztopić. Później wycisnęli szkło na wzorzec. Gdy szkło stwardniało uzyskali szklaną kopię, którą nałożyli na srebrne podłoże i poddali działaniu 90 miliwoltów. Na srebrze powstał wytrawiony wzór odpowiadający kształtem szklanej kopii.
      Profesor S. V. Sreenivasan z University of Texas mówi, że nowa technika jest bardzo obiecująca, jednak jej twórcy muszą najpierw wykazać, iż można ją wykorzystać przy masowej produkcji. To oznacza udowodnienie, że szklany wzór może być używany wielokrotnie.
      Fang przyznaje, że jego technika jest wciąż dość kosztowna. Ciągle bowiem wymaga stworzenia matrycy-matki, a więc wykorzystania drogiego procesu litograficznego. Zauważa jednak, że wystarczy jedna taka matryca i jedna szklana „pieczątka". Dzięki niej można wykonać dziesiątki tysięcy niemal identycznych czujników. To fascynujące udoskonalenie już istniejących technik - mówi uczony.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Uczeni z University of Illinois, zainspirowani naturą, wyposażyli  kompozyt w „system krwionośny" uzyskując w ten sposób wielofunkcyjny materiał, potencjalnie zdolny do samonaprawiania się, samochłodzenia, wykazujący cechy metamateriału i mający wiele innych zalet.
      Umieszczając w kompozycie płyn, możemy w prosty sposób uzyskać materiał o wielu różnych właściwościach. Stworzyliśmy materiały z ‚układem krążenia', które mogą niemal wszystko - mówi profesor inżynierii kosmicznej Scott White, który stał na czele grupy badawczej.
      Kompozyty to struktury zbudowane z co najmniej dwóch materiałów, które charakteryzują się właściwościami obu części składowych. Zespół z Illinois opracował kompozyt wzmacniany włóknami, w którym zastosowano mikrokanaliki wypełniane płynami lub gazami.
      Profesor Jeffrey Moore, specjalizujący się w chemii, inżynierii i materiałoznawstwie, zauważa: Drzewa to niezwykłe materiały i jednocześnie dynamiczne struktury. Mogą pompować płyny, przenosić energię i masę z korzeni do liści. Nasze badania to pierwszy krok w stworzeniu podobnie działających materiałów syntetycznych.
      Kluczem do wykonania nowego materiału było odpowiednie zmodyfikowanie komercyjnie dostępnych włókien używanych do wzmacniania kompozytów. Zespół z Illinois zmienił je tak, że rozpadały się pod wpływem wysokiej temperatury. Wówczas po podgrzaniu kompozytu włókna odparowywały, pozostawiając mikrokanaliki.
      Uczeni zademonstrowali następnie cztery różne klasy materiałów utworzonych tą metodą. Pokazali kompozyty przydatne do regulowania temperatury, które uzyskali wstrzykując w mikrokanaliki gorące lub zimne ciecze. Wypełnienie ‚systemu krwionośnego' środkami chemicznymi pozwalało na przeprowadzanie różnych reakcji, dzięki czemu doprowadzono np. do pojawienia się luminescencji w kompozycie. Z kolei wtłaczając w mikrokanaliki płyt przewodzący prąd lub też ferrofluid mogli manipulować właściwościami elektrycznymi i magnetycznymi materiału, co może okazać się przydatne np. przy produkcji pojazdów niewykrywalnych dla radarów.
      To nie jest po prostu kolejne urządzenie z mikrokanalikami. To nie system na chipie. To nowy materiał strukturalny, zdolny do naśladowania systemów biologicznych. To wielki krok naprzód - powiedziała profesor inżynierii materiałowej i kosmicznej Nancy Sottos.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Firma Asahi Glass (AGC) poinformowała o uzyskaniu najcieńszej warstwy szkła produkowanego metodą float. Tafla produkcji AGC ma grubość zaledwie 0,1 mm. Tak cienkie szkło przyda się do produkcji wyświetlaczy dotykowych, monitorów, oświetlenia czy urządzeń wykorzystywanych w medycynie.
      Cieńsza warstwa szkła oznacza mniejszą wagę i możliwość łatwiejszego nadawania pożądanych kształtów przy jednoczesnym zachowaniu wszystkich zalet szkła.
      AGC to światowy lider w produkcji tego materiału. Przed ponad pięcioma laty firma zaczęła produkować tafle o grubości 0,4 mm, a w ubiegłym miesiącu rozpoczęła sprzedaż najcieńszego jak dotąd szkła na rynku o grubości 0,28 mm, które będzie wykorzystywane w wyświetlaczach dotykowych.
      Szkło o grubości 0,1 mm zostanie zaprezentowane na targach Display Week 2011, które rozpoczną się jutro w Los Angeles.
×
×
  • Create New...