Металл будущего станет пористым

Металл будущего: инновационное открытие

На пороге наступления новой эры в металлургии стоит революционное открытие – новый вид металла, который обладает уникальными свойствами и может стать основой для различных технологических и индустриальных прорывов.

Этот инновационный металл отличается от традиционных материалов своей высокой прочностью и легкостью одновременно. Благодаря уникальной структуре и специальной технологии его производства, он обладает высокой теплопроводностью и электропроводностью, что позволяет использовать его в самых разных отраслях промышленности.

Инновационный металл может быть использован в авиастроении, судостроении, энергетике и других отраслях, где требуется прочность, низкий вес и высокая коррозионная стойкость. Он может заменить тяжелые и дорогостоящие материалы, что позволит сократить затраты на производство и улучшить конкурентоспособность на мировом рынке.

Инновационное открытие в металлургии подарит миру новые возможности и перспективы. Этот материал – будущее промышленной революции, которая может изменить сферу технологий и повлиять на все сферы жизни.

Видеообзор:

На русском

Ошибка в предыдущем отзыве: Айпад 4, а не 5.

Все отлично работает. У нас айпад 5, приложение бесплатное из apple store полноценное. Ребенок ходил на робототехнику, занимались на wedo 1, поэтому разобрался быстро. Интерфейс программирования простой и понятный для 9 лет. Папа играет тоже. Очень довольны!

Купили мы это «чудо» техники, материться нельзя поэтому пусть будет «чудо». Дома есть комп, планшет, ноутбук. Ни к одному из этих устройств это «чудо» не подключается. На планшет программа не устанавливается — мол не подходит. На ноутбуке стоит Windows XP — по мнению разработчиков под такую операционку вообще не стоит писать программное обеспечение. На компе Windows 7. Программа установилась. Ура! подумали мы, но не тут то было. Нужен еще блютуз с 4 протоколом. Ладно, купили. Ура! опять подумали мы… но по винду 7 оказывается нужен какой-то один специальный недешевый блютуз, которого в нашем городе нет… Уже три дня пляшем с бубном вокруг этого «чуда» — результата ноль. Причем я выбирала просто Wedo, но потом консультант предложила мне это… Даже не предупредив о возможных проблемах. У старшего ребенка есть EV3. Никаких проблем с программным обеспечением — и на комп, и на планшет и на ноутбук. По блютузу определяется на раз. У меня даже в мыслях не было, что будут такие проблемы. Я программист три дня скачу возле какой то игрушки и не могу ничего сделать. Т.е. помимо вот этих немалых денег я еще должна потратить массу времени и денег, на то чтобы это заработало? Что за бред? Разработчики, вы о чем думаете?

Да!Набор с ноутбуком на Win7 без адаптера блютуз Bled112 не работает,стало быть зря потраченные деньги и конструктор не рабочий.Сам адаптер еще стоит 2000-3000р плюс аккумулятор 6000р,получается

полноценный набор Ev3.что совсем не равноценный выбор.Надо хотя бы магазину предлогать и сам

адаптер опционно за отдельную плату,а то будут сплошные возвраты и мучения,не все же на планшетах работают,тем более в школах.

Покупала этот набор Лего в подарок младшему брата. Он просто помешан на роботах. Эта модель заинтересовала разнообразным количеством деталей, крутым программным обеспечением и независимостью от ноутбука. Не хватило одной детальки в комплекте. Ну да это мелочи. Из конструктора можно собирать замечательных роботов-исследователей. Спасибо менеджерам за совет в выборе игрушки. Доставили к нам в Ростов-на-дону ее довольно быстро.

LEGO Education WeDo 2.0
— робототехническая новинка 2016 года, ставшая вторым поколением серии WeDo. Конструктор представляет собой универсальное образовательное решение, которое можно применять на уроках в школе и дома.

Как и предыдущие наборы, LEGO WeDo 2.0
рассчитан на самую младшую аудиторию — учеников начальной школы и воспитанников старших групп детских садов.Разработка 2016 года отличается огромным образовательным потенциалом: в нее включены новые детали, микропроцессор СмартХаб, улучшенные датчики. Благодаря беспроводному Bluetooth протоколу, конструктор стал автономным и больше не нуждается в проводной связи с компьютером.

В базовый набор LEGO Education WeDo 2.0
входят:

• Комплект строительных элементов — 280 штук.
• Улучшенный электромотор, который может менять скорость и направление вращения.
• Новый микрокомпьютер.
• Сенсоры наклона и движения.
• Увеличенный контейнер для хранения деталей.
• Сортировочные лотки и наклейки.

Приятным дополнением к конструктору стало базовое программное обеспечение, которое теперь предоставляется бесплатно. Как и прежде, ПО включает в себя графическую среду программирования, понятную и простую в изучении и применении, стартовые проекты WeDo 2.0
, которые дадут учащимся первый опыт работы с аппаратным и программным обеспечением нового WeDo. Среди прочих новых возможностей ПО: встроенные инструменты создания фото- и видео материалов, скриншотов программ. Все это можно использовать для фиксации хода учебной деятельности в электронной тетради ученика, также интегрированной в программное обеспечение WeDo 2.0.
Однако если вы захотите расширить возможности роботов, необходимо будет заказать полное ПО.

9 Гидрофобные поверхности: украсть идею у лотоса

Что это Заседание президиума Российской академии наук. Серьезные академики, официальная обстановка… И тут трогательное название доклада: «Эффект лотоса». Речь шла о материалах, способных отталкивать воду. «Этот эффект проявляется в том, что при контакте с таким материалом капля воды принимает форму, близкую к шарообразной, и при небольшом наклоне материала по отношению к горизонту капля с поверхности скатывается, захватывая при движении все загрязнения поверхности… Лист лотоса является лишь наиболее изученным и широко упоминаемым объектом. Хотя эффект лотоса в природе наблюдался давно, систематическое исследование этого явления учеными началось не более десяти лет назад, а получать самые разные материалы, обладающие супергидрофобностью, стало возможным лишь в связи с получением наноматериалов и развитием нано- и микротехнологий», — говорилось в докладе члена-корреспондента РАН Людмилы Бойнович.

Что можно делать Очки, бинокли, ветровые стекла, лабораторную посуду, корпуса мобильных телефонов или даже одежду — хорошо иметь ткань, которая и не мокнет, и не пачкается. Более того, на гидрофобных ступеньках не накапливается влага и, следовательно, не образуется наледь. Дворникам и врачам-травматологам зимой работы может поубавиться.

Кстати, российские ученые в деле спасения линий электропередачи больше надеются именно на эффект лотоса, а не на сверхпроводимость: «Очень важное направление применения супергидрофобности в электроэнергетике — борьба с налипанием снега и льда на электрические провода. Хорошо известно из средств массовой информации, что каждые три-четыре года на значительной территории России обледенение проводов вызывает их обрыв, и света и тепла иногда на многие часы лишаются десятки тысяч человек»

А что сейчас В марте 2012 года компания General Electric объявила о том, что создала прототип покрытия, текстура которого на микроуровне повторяет фактуру лепестков лотоса. Такие материалы предназначены для авиации, где борьба с наледью более чем актуальна. О сроках выхода на рынок, впрочем, не сообщается: сначала надо решить ряд проблем, связанных с долговечностью материала.

Рецептура

Каков же процесс производства такой пены? Технология проста. Сперва смешивают порошки металлов
или сплавов
со специальным связующим, которое проникает в металлическую матрицу
. Происходит термообработка матрицы, помещаемой в полую форму, при температуре, близкой к точке плавления данного металла. В результате металл плавится, содержащийся в соединении газообразный водород освобождается и вспенивает жидкий металл. Последний поднимается, как дрожжевое тесто: объем образующегося материала, состоящего на 85 процента из воздуха и на 15 — из металла, впятеро превышает исходный. После охлаждения детали вынимаются из формы — они готовы к использованию.

Революционная технология применения

Одной из самых обещающих технологий будущего стало применение нового, революционного металла. Его особенностью является высокая прочность и устойчивость к воздействию различных факторов. Данная технология находит применение в различных отраслях, начиная от строительства и заканчивая автомобильной промышленностью.

Один из главных преимуществ этого металла — его легкость. Благодаря этому, при использовании его в строительстве, можно существенно снизить вес конструкций, при этом не теряя прочности и надежности. Это открывает новые возможности для архитекторов и дизайнеров, позволяя создавать более сложные и инновационные проекты.

Кроме того, новый металл обладает высокой коррозионной стойкостью, что позволяет использовать его в агрессивных средах, таких как морская вода или химические реактивы. Это значительно повышает срок службы и надежность конструкций, снижая затраты на ремонт и обслуживание.

Важным преимуществом революционной технологии применения нового металла является его экологическая безопасность. При его производстве не выделяются вредные для окружающей среды вещества, а сам металл полностью перерабатывается и может быть использован вновь. Таким образом, данная технология является не только инновационной, но и устойчивой с точки зрения экологии.

В итоге, применение революционной технологии нового металла открывает широкий спектр возможностей для различных областей промышленности. Он способен изменить подход к строительству, созданию автомобилей и других транспортных средств, а также повлиять на экологическую ситуацию в целом. Это настоящий прорыв, который станет важным шагом в развитии технологий будущего.

Эпоха медной и бронзовой плавки

Достоверных сведений о точном времени и месте первой выплавки металла нет. Археологические находки свидетельствуют о существовании медных плавилен около 7000—6000 лет до н.э. на территории Малой Азии (Анатолия, современная Турция).

Первые металлурги делали ставку именно на медь, так как среди самородных металлов медь обладала наилучшими прочностными характеристиками.

Температура плавки меди составляет 1058 С. А при горении дров можно получить в среднем лишь 700-800 С, чего хватало только на получение олова со свинцом. Для достижения нужной температуры первым металлургам пришлось прибегнуть к помощи силы ветра.

Благодаря воздушному потоку и теплоизоляции стенок камеры сгорания удалось увеличить жар до температуры 1000—1100 С, чего достаточно для плавки серебра, золота и меди.

Какие еще эпохи можно выделить в истории плавки металла. Запасы самородной меди достаточно быстро исчерпались и взор древних металлургов пал на медную руду, которая была представлена смесью каменной породы и медносодержащих компонентов (оксидов и сульфидов). Плавка меди из руды осуществляется примерно с периода 5000 лет до н.э.

Окисленная медная руда располагается на поверхности, выше уровня грунтовых вод. Рудные медные окислы представлены в основном малахитом и азуритом. Главным преимуществом окисленной медной руды является возможность сравнительно простого восстановления меди из окислов.

Для восстановительной плавки металлурги смешивали помол малахита с древесным углем. При сжигании смеси получалась чистая медь.

Нижние слои медной руды представлены уже не окислами, а сульфидами (халькопирит, халькозин). Технология восстановления меди из сульфидов является более сложной. Для этого требуется более высокая температура плавки, а сама сульфидная руда нуждается в предварительной подготовке (оксидировании и спекании).

Параллельно с чистой медью древние металлурги выплавляли и бронзу. Для получения бронзы использовалась так называемая блеклая руда. Это все та же сульфидная медная руда, но с повышенной концентрацией сопутствующих металлов: мышьяк, сурьма и олово.

В процессе восстановительной плавки блеклой руды вместо чистой меди получается так называемая мышьяковая бронза.

Бронза имеет более высокие эксплуатационные характеристики по сравнению с чистой медью. Предел прочности бронзы находится на уровне 35 (кг*с/мм2). Бронзовый инструмент более стойко переносит механические нагрузки, он сложнее деформируется и реже тупится.

Ближе к 3000 лет до н.э. человечество освоило производство оловянной бронзы. Замена мышьяка на олово позволило сделать плавку металла менее вредной для здоровья металлургов. Дополнительным преимуществом оловянной бронзы перед мышьяковой является возможность многократной переплавки бронзы без потери качества сплава.

При добавлении в оловянную бронзу 7% свинца появлялась возможность полировать сплав до зеркального блеска. Оловянно-свинцовая бронза является первым рукотворным материалом с ярко выраженными зеркальными свойствами.

Как развивалась история металлургии после бронзовой эпохи.

8 Метаматериалы: скроить шапку-невидимку

Что это Есть материалы, для которых не очень важно, из чего они сделаны. Их свойства определяет не химический состав, а структура

Метаматериалы — это двух- или трехмерные решетки сложной формы. Они могут обладать отрицательным коэффициентом преломления, этот эффект предсказал еще в 60-х годах советский физик Виктор Веселаго.

Что можно делать Именно из метаматериалов уже не первый год предлагают делать шапки-невидимки, скрывающие от глаз любой объект: световые волны, подчиняясь внутренней структуре метаматериала, будут огибать его со всех сторон. Британский физик сэр Джон Пендри обещал, что вот-вот появится материал, способный сделать невидимым целый танк.

А что сейчас Прогнозы сбываются чуть медленнее, чем хотелось бы. Полноценная шапка-невидимка пока не сшита, достигнута лишь невидимость в микроволновом диапазоне излучения. Но борьба за невидимость дает свои результаты, иногда самые неожиданные. Например, по аналогии с системой отрицательного преломления света создается комплекс защиты от сейсмических волн. Только вместо отдельных атомов — вкопанные в землю резиновые блоки.

4 Сплавы с эффектом памяти: вернуть былую форму

Что это Некоторые металлы демонстрируют странное свойство: их можно изогнуть, и они сохранят эту форму, как и полагается пластичному веществу, но только если их не нагревать. Стоит это сделать, как деталь сама восстанавливает первоначальную конфигурацию. Эффект памяти был обнаружен еще до Второй мировой войны, с тех пор его научились много где применять.

Что можно делать Практически любые предметы, которые должны менять свою форму без вмешательства человека: от втулок до бюстгальтеров, от протезов до автомобилей.

А что сейчас Эти материалы используются во множестве разных изделий, включая самые оригинальные: еще в 1990-х годах был построен первый робот, ноги которого передвигаются именно благодаря эффекту памяти. Сегодня речь идет о том, чтобы сделать эту технологию еще лучше и дешевле.

Основные отличия LEGO WeDo 2 от предыдущей версии

• Микропроцессор СмартХаб внешне напомнает «умный кирпич» старшей серии LEGO EV3. Питание контроллера осуществляется как с помощью батареек типа АА, так и от перезаряжаемого аккумулятора. В первой версии микропроцессора не было.
• Связь с компьютером поддерживается посредством протокола Bluetooth 4.0, что обеспечило беспроводную трансляцию команд.
• Порты микропроцессора получили другую конфигурацию, поэтому конструктор не совместим
  с сенсорами и моторами от предыдущей версии.
• Датчики стали более функциональными: поддерживается опция «тряска», а также распознавание приближающихся объектов.
• LEGO WeDo 2 поддерживает связь как со стационарными компьютерами, так и с планшетными компьютерами.
• Методические материалы к конструктору теперь включают интерактивное пособие для учителя, электронные тетради для контроля знаний учеников.

Размер коробки: 48×38×71 см

LEGO Education выпускает новую версию образовательного набора робототехники для детей WeDo 2.0 (арт.45300). Конструктор будет представлен на международной выставке электроники CES 2016 сегодня в Лас-Вегасе.

Пока о новом наборе Lego Education WeDo 2.0 немного информации, но в состав нового набора Lego Education WeDo 2.0 включен аккумулятор, а значит это именно то, чего я ждал от эволюции конструктора. Upd. 01.02.2016.
Питание возможно от бытовых батареек или аккумулятора, который не входит в состав базового набора (приобретается отдельно).

Когда мы с трехлетним сыном , меня слегка удручал тот факт, что робот привязан USB-проводом к ноутбуку. В нет ни полноценного контроллера, ни аккумулятора. Программа выполняется на компьютере и команды транслируются через USB-концентратор. Питание тоже по USB. Это навело меня на мысль . Т.к. в более старшем возрасте ребенку все равно переходить на занятия с конструктором Lego Mindstorms, то нужен ли вообще WeDo? Несмотря на то, что юному робототехнику нравились оба набора, предпочтение было отдано Lego WeDo. Почему Lego не добавили в набор аккумулятор и не сделали беспроводную трансляцию команд программы по Bluetooth или Wi Fi? Этот вопрос я задавал себе много раз. Еще лучше, если аккумулятор можно было бы приобрести отдельно. И вот, свершилось!

В состав базового набора Lego WeDo 2.0 входят новые версии коммутатора, датчиков наклона и движения, двигателя. К сожалению, новый конструктор не совместим с моторами и датчиками Lego WeDo предыдущей версии, т.к его микропроцессор (СмартХаб) имеет другие разъемы подключения. СмартХаб имеет одну кнопку и один индикатор. Кнопка отвечает за включение и запуск поиска блока компьютером или планшетом по протоколу Bluetooth 4.0.

Приятной новостью является то, что программное обеспечение входит в комплект базового набора Lego Education 2.0. ПО работает не только на ПК, но и Mac, планшетах и телефонах Android. Правда в состав набора входит программное обеспечение с ограниченным функционалом. Полную версию программного обеспечения необходимо приобретать отдельно.

Пена нового поколения

Как и все в науке, металлическая пена подверглась совершенствованию. Недавно доктор Афсанех Рабией
из университета Северной Каролины открыла самую прочную металлическую пену в мире
. Материал может сжиматься до 80 процентов своего размера под действием веса и сохранять первоначальную форму. Новая металлическая пена уникальна благодаря своей однородности ячеек и их стенок. Именно это придает ей прочность и эластичность, необходимую для сжатия без деформации.

Сферы применения такой металлической пены — самые разнообразные. Наиболее же перспективным является использование в автомобиле- и машиностроение. Полагают, что металлическая пена может применяться в качестве элементов боковой и лобовой обшивки кузовов автомобилей и железнодорожных вагонов в целях максимального поглощения энергии удара при столкновениях. Защита водителя и пассажиров станет максимально надежной и комфортной. Металл идеален при создании военной амуниции, в строительстве — эластичная и прочная пена в конструкции зданий способна выдержать любое землетрясение. В будущем металлическая пена может стать неотъемлемой частью машиностроения, а также использоваться в производстве металлокерамики. Материал идеально подходит для создания крупногабаритных чрезвычайно прочных конструкций — другого материала, который способен обеспечить такое соотношения прочности и веса, человечество еще не придумало. Безусловно, она будет активно применяться в космических технологиях, где минимизация массы имеет огромное значение.

Российской действительности еще предстоит знакомство с металлической пеной. Специалист испытательного центра «СПбГАСУ» Виктор Зверев
отказался от комментариев, сказав лишь: «Такой материал нам не знаком и не проходил лицензирование».

Выяснилось, что и на заводах царит пенометаллический нигилизм. Мнение инженеров разделилось. Одни удивляются изобретению, например, Вячеслав Коньков из «Металлиста»
: «Это что-то новое и очень интересное, вышлите мне по факсу информацию». Другие же скептически заявляют: «Вряд ли это самый прочный материал. Мы не используем никакую металлическую пену», — прокомментировал Юрий Филисов из компании «Петросталь»
. Вероятно, в будущем ситуация изменится.

3 Аэрогель: облегченная материя

Что это Молекулярная губка из диоксида кремния, углерода или иного вещества, очень-очень пористая — микроскопические пустоты могут составлять до 99% ее объема. Плотность аэрогеля — всего несколько килограммов на кубометр, то есть он лишь в 1,5–2 раза тяжелее воздуха и в 300–500 раз легче воды. Несмотря на свою воздушность, аэрогель весьма прочен: небольшой, со спичечный коробок, кусочек выдерживает на себе кирпич.

Что можно делать Это едва ли не лучший материал для теплоизоляции в мире: легкий, достаточно прочный, не поддающийся коррозии и гниению, не горящий в огне и, само собой, не тонущий в воде.

Аэрогель может радикально сократить потери тепла зданиями или, напротив, снизить расходы на кондиционирование воздуха и работу морозильных установок. Легкая и теплая одежда, прозрачные плитки для утепления окон — лишь самые очевидные способы применения подобных материалов.

На основе углеродного аэрогеля можно создавать суперконденсаторы, сочетающие высокую емкость с возможностью выдавать сильный ток при разрядке. А еще аэрогель собираются использовать для адресной доставки лекарств к клеткам и как материал для фильтров.

А что сейчас Аэрогель стоит безумно дорого и потому пока применяется в основном для космических нужд. Речь идет не только о теплоизоляции марсоходов или скафандров — этот материал использовался как ловушка для рассеянных в космическом пространстве пылинок: панели из аэрогеля были установлены на американском аппарате Stardust.

Впрочем, если плитки из аэрогеля не должны быть аккуратными, его стоимость резко падает. Сегодня уже делают куртки с его использованием, причем по вполне доступным ценам (порядка 300 долларов).

7 ДНК-листы: коробочка с белковым замком

Что это ДНК известна прежде всего как носитель наследственной информации. Но нити ДНК можно слеплять друг с другом в плоский лист. И тогда получится новый материал с уникальными свойствами.

Что можно делать Например, из ДНК можно собрать микроскопическую коробочку для доставки лекарств в нужный орган или для охоты за вирусами и раковыми клетками. У этой коробочки будет крышка с замком из молекулы белка, который отпирается, получив нужный химический сигнал.

А что сейчас Уже сформировалось целое направление на стыке материаловедения, нанотехнологий и биологии — ДНК-оригами. Самый свежий пример — разработка Массачусетского технологического института, сотрудники которого собрали «коробку», в которую положили другую знаменитую молекулу, РНК. В такой упаковке она может быть перенесена кровотоком в нужное место без риска быть разрушенной по дороге.

2 Графен: нобелевский углерод

Что это Самое главное, что мы знаем о графене: за его открытие дали Нобелевскую премию, дали ее русским ученым Гейму и Новоселову, эти русские ученые живут в Великобритании и не хотят переезжать в наше Сколково.

По сути, графен — это плоский лист из атомов углерода, первый из открытых двумерных кристаллов, возможность существования которых долгое время вызывала сомнения. Такие кристаллы не могут вырасти из расплава: их скрутит и разорвет тепловыми колебаниями. Но зато плоский лист графена вполне реально оторвать от графита. Причем обыкновенным скотчем, как это сделали нобелевские лауреаты, развлекавшиеся в лаборатории пятничным вечером.

Что можно делать С графеном связывают еще большие надежды, чем с нанотрубками. Великолепные электрические свойства делают его альтернативой кремниевым полупроводникам. Он исключительно прочен на разрыв: теоретически графеновая лента в двести раз прочней стали, так что конструкторам космического лифта будет из чего выбирать. Кроме того, графен обладает прекрасной теплопроводностью и практически прозрачен. Все это открывает путь к созданию гаджетов будущего — например, контактных линз, на которые можно передавать изображение.

Есть и совсем неожиданные разработки. В авторитетнейшем журнале Science был описан такой эксперимент: по одну сторону от графеновой мембраны помещали водку, а далее мембрана пропускала через себя только воду, оставляя с другой стороны крепчающий с каждым часом спирт.

А что сейчас Обещают, что вот-вот на рынке появятся изделия на основе графена. Но пока этот материал используется главным образом в лабораториях.

Создание чугуна и стали

Кричное железо оставалось основным материалом для изготовления металлических инструментов и доспехов вплоть до периода XII-XIII веков.

В это время металлурги научились использовать энергию падающей воды, что позволило заметно повысить эффективность сыродутного процесса. Дополнительно горн начали обкладывать более термостойкими и теплоизолирующими материалами. Окончательно выйти на температуру плавления железа, 1538 С, получилось при замене древесного угля на кокс.

При переплавке железной руды помимо крицы получался и чугун. Это обогащенное углеродом железо, которое обладает высокой хрупкостью. Из-за этого изначально чугун считался отходом производства

Но вскоре металлурги обратили внимание на отменные литейные качества чугуна

Для улучшения свойств кричного железа кованный металл начали сплавлять с чугуном. Полноценная сталь появилась лишь в середине XIX века, когда чугун был подвергнут конвертерному процессу. То есть расплавленный чугун начали продувать кислородом, что позволило снизить концентрацию углерода ниже 2,5%.

5 Высокотемпературные сверхпроводники: не терять электричество

Что это При температурах близких к абсолютному нулю некоторые металлы становятся сверхпроводниками, то есть электричество проходит через них безо всякого сопротивления. В последние десятилетия ученым удалось создать материалы, которые становятся сверхпроводниками при высоких температурах. «Высокие» — понятие относительное и означает в данном случае «выше температуры жидкого азота –186 ºС». Но и это уже прогресс.

Что можно делать «…Разработки с применением эффекта сверхпроводимости, особо актуального для наших протяженных территорий. Мы продолжаем терять гигантские объемы энергии при передаче ее по территории страны, гигантские объемы» — так сказал Дмитрий Медведев, обращаясь к Федеральному Собранию в 2009 году. Более прагматичные ученые тут же начали писать заявки на дополнительное финансирование, менее прагматичные — просто ерничать, представляя, как линии электропередачи заливаются жидким азотом для достижения эффекта сверхпроводимости.

Но чисто теоретически такое вполне осуществимо (только должно пройти немало президентских сроков). Можно представить себе сверхпроводящие ЛЭП, которые доставляют потребителю электроэнергию без потерь на обогрев атмосферы. При этом вместо нагромождения проводов можно использовать тонюсенькую сверхпроводящую проволоку, погруженную в охлаждающее вещество. Для этого хватит небольшой трубы и не нужна будет полоса отчуждения в сотню метров шириной.

Это далеко не единственная и, возможно, даже не главная область применения сверхпроводников. Они позволяют строить мощные электромагниты, которые нужны в томографах и для манипуляций с плазмой в термоядерных реакторах. Если сверхпроводники окажутся еще и не слишком дорогими, их можно будет использовать в экспрессах на магнитной подвеске.

А что сейчас Рекорд пока составляет –163 ºС, исследования продвигаются медленно, полноценной теории нет до сих пор. Это одна из особенностей физики: наука знает, что происходило через секунду после Большого взрыва, но при этом не способна предсказать все свойства обычного материала. Более того, никто не знает и того, возможны ли в принципе сверхпроводники, работающие при комнатной температуре.

Металлическое чудо

С развитием технологий обнаруживается все больше возможностей модификации традиционных материалов, например металла
. Структура, состоящая, как правило, из алюминия
, и содержащая большое количество наполненных газом пор
— называется металлическая пена. Как правило, примерно 75-95 процента ее объема составляют пустоты. Материал обладает уникально малым весом — некоторые виды металлической пены настолько легки, что плавают на поверхности воды. При этом прочность такой пены в несколько раз превышает прочность традиционного металла.

О пористых металлах
заговорили еще в 1990-х годах. Считалось, что отличительной чертой такого материала является низкая плотность: 0,4 — 1 грамм на кубический сантиметр. В силу особенностей своей структуры металлическая пена способна поглощать большое количество энергии при относительно низком уровне напряжения
. Технология обеспечила возможность сочетания различных металлов и получения изделий разнообразной формы. Исследования осуществлялись с алюминием, но возможно получение пены из олова
, цинка
, бронзы
, свинца
, латуни
и других металлов.

Металлическая пена
, так называемый пеноникель
, разрабатывается, в частности, российской компанией «Новомет-Пермь». По данным этой фирмы, такой материал обладает экстремально высокой сообщающейся пористостью 96 процентов и экстраординарными свойствами. Это структурный аналог открытого ячеистого пенополиуретана
, с высокой химической и термической стойкостью
, металлической прочностью
и жесткостью
, низким гидравлическим сопротивлением
и развитой удельной поверхностью
. Пеноникель, разумеется, необычайно пластичен и технологичен, поддается различным видам механической обработки для придания изделиям требуемой геометрической конфигурации.

Уникальные свойства пеноникеля делают его пригодным для широкого диапазона применений. Среди них: теплообменники, пламепреградители, звукоизолирующие устройства, гомогенизаторы жидкостей и газов, электрофильтры, адсорберы, наполнители многослойных конструкций

6 Стекло с добавками: лазер для всех

Что это Добавление редкоземельных элементов (например, европия) позволяет превратить обычное стекло в активную среду лазера — материал, в котором свет не затухает, а, напротив, усиливается.

Что можно делать Мощные и доступные лазеры, которые можно будет использовать где угодно: хоть при передаче информации, хоть при сварке металла, хоть для термоядерной реакции. Сейчас ученые подбирают все новые добавки, усиливающие нужный эффект.

А что сейчас Стекла с добавками используют при передаче сигналов по оптоволокну. Каждый бит текста с новостного сайта, каждое перемещение героя в онлайн-игре и каждая нота в музыкальном клипе на ютубе — все это преодолело сотни и тысячи километров стеклянных волокон благодаря атомам редкоземельных элементов.

Кстати, в 2010 году одним из лауреатов Государственной премии РФ стал Валентин Гапонцев — физик и самый богатый завкафедрой в России. В начале 1990-х годов Гапонцев разработал и довел до производства лазеры, главный элемент которых представляет оптоволокно с особыми добавками.

Эпоха кричного железа

Разумеется, запасы медных рудников не были безграничными. Со временем производство меди и бронзы увеличивалось в цене и становилось все более и более дефицитным. Древние металлурги были вынуждены искать другие альтернативные материалы для плавки металла.

Вместо традиционной медной руды в ход начала пускаться железная руда, представленная гематитом и лемонитом. Данные разновидности железной руды находятся на поверхности залежей оксида меди.

Температура плавки железа составляет 1538 С. Подобный уровень нагрева являлся недостижимым для человечества вплоть до средневековья, XII века. Металлургам же древнего мира был доступен максимальный нагрев лишь на уровне 1100—1200 С.

Максимальная температура достигалась в так называемой сыродутной печи. Такая печь оснащалась кожаным мехом, который складывался и открывался по принципу гармошки. При сжатии меха из сопла вылетал сырой холодный воздух (сыродутный).

Железная руда, перемешанная с древесным углем, при температуре 1100—1200 С превращалась в так называемое кричное железо. Это не сталь и даже не чугун. Кричным называют губчатое железо, то есть частично восстановленный металл, который перемешан с обугленной породой (шлаком).

Чтобы создать из кричного железа какое-либо металлическое изделие, из металла нужно было предварительно выбить шлак. Данный процесс представляет собой ковку. То есть крица располагалась на наковальне и оббивалась крупным и тяжелым молотом (кувалдой). Создание кричного железа повлекло за собой бурное развитие кузнечного дела.

Разработку технологии изготовления кричного железа приписывают хеттам, примерно 2000 лет до н.э. которые оказали влияние на появление грузинской народности.

Железные изделия из крицы обладали неплохим уровнем прочности. При должном уровне ковки кричный металл достигал предела прочности на уровне 40-50 (кс*с/мм2). То есть грамотно изготовленное и хорошо выкованное кричное железо было практически вдвое прочнее металлоизделий из меди.

Как выплавить сталь.