10 fantastiska konstgjorda ämnen

Vi vet alla att mänskligheten är kapabel att få geni. Men om du kliar på ytan på vad vi kan komma med, kan även de av oss som redan har upptäckt chokladdragerade pretzeler blåsas bort. Visste du att vi har ...

10One-vägs Bulletproof Glass

Problemen med de ultrarika är annorlunda än din eller mina. Genom de marknadskrafter som gav oss den här inledningen, oroar de extremt rika om att det kollisionsskyddade glaset som kan rädda sina liv också hindrar dem från att skjuta tillbaka.

Ange ett sätt ballistiskt glas: det stoppar kulor endast från ena sidan, vilket möjliggör återgång. Hur uppnås denna trollkarl, frågar du? Genom att smörja två ark av olika plast tillsammans - ett sprött akrylskikt och ett mjukare, mer elastiskt, polykarbonatskikt. Akryl bildar en mycket hård yta under tryck. När en kula träffar den här sidan, lägger skiktet det före krossning och släpper ut sin energi. Det är då möjligt att det stötabsorberande ryggskiktet innehåller kula (och skär av akryl) utan att bryta.

När man skjuter från den andra sidan träffar kulan polykarbonaten först och sträcker den först. Denna böjning splittrar den sköra akryl bakom, lämnar inget motstånd när kula stansar och därigenom tillåter målet att bli skytten. Men bli inte för kakig - du lägger bara ett hål i din sköld.

9 Liquid Glass

En gång i tiden fanns inte tvåltvål. Tidigare tvättades kokkärl med soda, ättika, silver sand, Vim eller trådull, men en ny spraybeläggning kunde spara mycket arbete och göra skålen själv föråldrad. Vätskeglas kombinerar kiseldioxid med vatten eller etanol för att göra en spray som torkar för att bilda ett lager av "flexibelt, slitstarkt glas". Skiktet är osynligt (500 gånger tunnare än ett mänskligt hår), giftfritt och avstöter vätskor.

Flytande glas skulle eliminera behovet av skrubbning och göra de flesta rengöringsprodukter onödiga, eftersom det också gör ytor mot bakterier. Mikrober som landar på ytan har svårt att stanna där. Kasta ut din blekmedel och sätt på för att sterilisera en diskbänk. Det innebär att i medicinsk tillämpning kan en behandlad yta steriliseras med bara hett vatten, utan behov av kemiska desinfektionsmedel.

Beläggningen kan användas för att behandla växter svampinfektioner och försegla korkar för bättre flask tätningar. Vi försöker inte sälja det här (löfte!), Men det här materialet avstrålar vätskor, är giftfritt, flexibelt, antibakteriellt, andningsbart, hållbart och osynligt. Åh, och dess också smuts billigt. Antingen är det ett mirakel, eller det fina trycket är osynligt också. Tiden får avgöra.

8Amorf metall

Amorf metall är ett material som gör det möjligt för golfklubbor att slå hårdare, kulor att slå med mer kraft, motorer och kirurgiska knivar för att hålla längre. I motsats till dess namn kombinerar den den vanliga styrkan av metall med glasets ythårdhet. I videoklippet ovan hoppas två kullager, en på stål och en på amorf metall. Lageret studsar mycket högre av det amorfa metallet och fortsätter att gå obehagligt länge.

Bearbetningens påverkan lämnar faktiskt många små "gropar" i stålet, vilket innebär att stålet absorberar och släpper ut energi från stöten. Den amorfa metallen är emellertid mjuk, vilket innebär att all energi från effekten sänds tillbaka till lageret, vilket medför högre studsning.

De flesta metaller har en kristallin atomstruktur, som är mycket ordnad och repetitiv. Under påverkan eller annan stress kan atomerplattor permanent "glida" för att bilda synliga bucklar. Amorf metall har en oordnad, slumpmässig atomstruktur, vilket innebär att sådana slipsar förhindras och atomerna återhämtar sig till deras ursprungliga läge.

7Starlite

http://www.youtube.com/watch?&v=W4nnLP-uTI?t=2m30s

En plast med otroligt värmebeständighet, Starlite s kvalitet som en värmeisolator är faktiskt så svimlande att för ett tag folk bara antog att uppfinnaren var bedragen. Sedan följde den ovan nämnda TV-platsen, den brittiska atomvapeninrättningen (AWE) kom i kontakt. De utsatte det för värme upp till nivån på 75 Hiroshimas. Provet var bra, om det var lite förkolat. En forskare påpekade: "Normalt gör vi ett test varje par timmar eftersom vi måste vänta på [materialet] att svalna. Vi gör det var 10: e minut, och det är där och skrattar åt oss. "

Till skillnad från andra högprestanda isolatorer, Starlite producerar inga giftiga rök under värme och är också otroligt lätt. De potentiella tillämpningarna i rymdskepp, brandbekämpning, flygplan eller militär användning är oändliga, men Starlite har aldrig lämnat labbet. Uppfinnaren Maurice Ward dog 2011 utan att någonsin patentera eller licensiera sin skapelse. Allt som är allmänt känt är att det består av "upp till 21 organiska polymerer och sampolymerer och små mängder keramik".

6Aerogel

Föreställ dig först en porös substans med sådan låg densitet att en 2,5 cm (1 tum) kub av den kan ha den inre ytan på ett helt fotbollsplan. Nästa, sluta beskatta din fantasi och acceptera att ett sådant ämne redan existerar. Mer en kategori än ett specifikt material, Airgel är en form som vissa ämnen kan formas till, vars låga massa gör den till en av de största isolatorerna vi har (ett Airgel-fönster som är 2,5 cm tjockt har en värmebeskyddande kvalitet på en fönster som är 25 cm tjockt.

Alla lättaste ämnen som man känner till är Aerogels. Silica Airgel - väsentligen torkad kiselgel - väger endast 3 gånger mer än luft. Men samtidigt som den är mycket spröd kan den också stödja över 1000 gånger sin egen vikt. Graphene Airgel (bild ovan) är gjord av kol, och dess fasta komponent är 7 gånger ljusare än luft.

Den har en svampig konsistens och kan samtidigt framställas hydrofob (avstöter vatten) och lipofil (absorberar olja). Av den anledningen är det hyped som en metod för att dämpa oljespill, eftersom dess massiva inre yta betyder att den kan absorbera 900 gånger den äger vikt. Och dess svampiga konsistens innebär att den en gång fylld med olja kan "vrida ut", slungas tillbaka i vattnet och fylls igen. Och du trodde att kol var helt värdelös.

5DMSO

DMSO är ett kemiskt lösningsmedel, ursprungligen en biprodukt av träpulpning. Det fanns i nästan 100 år innan dess medicinska potential realiserades på 1960-talet. En viss Dr Jacobs upptäckte att det trängde igenom huden snabbt och djupt utan att skada vävnaden. Detta innebär stor potential för att bära droger över membran och in i kroppen utan att bryta huden, vilket undanröjer risken för infektion.

Det har egna fördelar, vilket minskar inflammationen i samband med sprains, artrit och brännskador och ger omedelbar smärtlindring som kan ta upp till sex timmar. Det tränger också in i fingrar och tånaglar, vilket betyder att det kan användas för att leverera antifungal medicinering.

Tyvärr har DMSO haft problem. När dess medicinska potential upptäcktes, var den redan kommersiellt tillgänglig som en industriell kemikalie. Denna breda tillgänglighet sugde också sin överklagande i läkemedelsföretagens ögon - om de inte kunde patentera och monopolisera det, skulle det inte finnas någon vinstpotential. Det faktum att biverkningar inkluderar ett starkt fall av vitlökskärl minskar ytterligare marknadsförbarheten, vilket innebär att DMSO används mestadels endast inom veterinärmedicin.

4Carbon Nanotubes

En kolnanorör är effektivt ett ettatomigt tjockt ark kol valsat i en cylinder. På molekylär nivå ser resultatet ut som en rulle kycklingtråd och är det starkaste materialet som är känt för vetenskapen. Sex gånger ljusare än stål och potentiellt hundratals gånger starkare, leder rören också mer effektivt än diamant och leder elektricitet mer effektivt än koppar.

Att vara så tunn är de naturligt osynliga för blotta ögat, och en samling nanorör i deras råa tillstånd ser ut som en petriskål full av sot. För att kunna utnyttja sina mekaniska (och elektroniska) egenskaper krävs att "snurra" många trillioner av dessa osynliga strängar, vilket inte var möjligt förrän relativt nyligen.

En av de mer slående potentiella användningarna gör kablar för en hiss i yttre rymden (en ganska gammal och tills nyligen helt opraktisk idé, på grund av omöjligheten att göra en 100 000 kilometer (62 000 mil) lyftkabel som inte skulle kollapsa under egen vikt). De kan också användas för att bota cancer - tusentals kan passa in i en enskild cell och belägga dem med folsyra får dem att rikta sig och binda till cancerceller. Rören skulle sedan upphettas med en infraröd laser, vilket medför att dessa celler skulle dö. Andra användningsområden är starkare, lättare kroppsarmer, mer effektiva väderkvarnar på vindkraftparker, och gör den smakaste ostskivaren du kan tänka dig.

3Pykrete

År 1942 hade britterna ett problem. De behövde flygplanbärare för att hjälpa till att bekämpa tyska U-båtar, men det fanns inget extra stål att bygga någon. En man som heter Geoffrey Pyke trodde att kanske en stor flytande isö kunde vara svaret, men den här ideen hade föreslagits (och sedan förlöjligades och dumpades) två år tidigare. Is kan vara billigt, men det splittrar också utan mycket provokation eller så småningom smälter.

Några New York-forskare slog dock på en blandning av is och trämassa som inte bara floade, men var så kula-resistent som tegelsten, splittrad och smälte inte. Materialet kan bearbetas som trä, eller gjutas i former som en metall. I vatten skulle ett isolerande skal av vått trämassa bildas, förhindra ytterligare smältning, och varje fartyg som tillverkas av det kan teoretiskt repareras medan det fortfarande är till sjöss.

Men för alla sina överraskande egenskaper var Pykrete i slutändan inte lämplig för sitt avsedda syfte. En 1000-tonskalamodell byggdes snabbt och hölls fryst av en enhästmotor, men det visade sig att isen skulle sakta över tiden om den inte behölls till en temperatur av -16 grader F vilket skulle kräva ett komplicerat system av kanaler. Det påpekades också att den stora mängden av trämassa som krävs skulle räcka för att på allvar påverka pappersproduktionen. Pykrete var i slutändan ett kreativt, fascinerande och outvecklat misslyckande.

2BacillaFilla

Konkreta åldrar över tiden och tar på sig det sjuka förorenade gråa utseendet vi alla vet och utvecklar sprickor i processen. Reparationer är tidskrävande och dyra - om grunden för en byggnad spricker, är det ofta inte enkelt att fixa det. Många byggnader i jordbävningszoner har helt enkelt rivits av denna anledning.

Men en grupp studenter vid Newcastle University (Storbritannien) har producerat en genetiskt modifierad mikrobe, som har "programmerats att simma ner fina sprickor i betong [och producera] en blandning av kalciumkarbonat och bakteriel lim ... att" sticka "byggnaden tillbaka tillsammans".

Programmeringen av BacillaFilla-sporerna innebär att de bara börjar groa i kontakt med betong, kan känna sig när de når botten av sprickor (reparationen är inte aktiverad förrän de gör), härdar till samma styrka som den omgivande betongen och har en inbyggd självförstörande gen för att hindra dem att gå skurk och producera massiva konkreta tumörer. Det finns också miljöpåverkan - 5% av all konstgjord koldioxid är från tillverkning av betong. Det är hoppas att sporerna kommer att kunna förlänga livet för strukturer som skulle vara mycket kostsamma att återuppbygga.

1D3O

Impaktskyddet har alltid varit ett svårt problem - hur skapar du något som ger ett verkligt skydd utan att bli för tung eller oflexibel? Plastknäskydd, till exempel, begränsar rörelsen och kan ändå överföra effekter på benet.

D30 erbjuder en genial lösning på detta problem. Det är ett material som är tillverkat av "intelligenta molekyler" som rör sig fritt (som Play-Doh) under försiktigt tryck, men låser upp när det slås hårt. Jackor finns redan på marknaden som innehåller D30-pads som erbjuder flexibilitet, samt skydd mot asfalten, baseballbat eller nävar som du eventuellt kan gå in i. Kuddarna är lågprofilerade, vilket gör jackorna lämpliga för stuntmän eller till och med polis.

Materialet fungerar faktiskt på en välkänd princip som liknar blandningen av majsstärkelse och vatten du kommer ihåg från grundskolans vetenskapliga experiment. (Vissa människor fyller även pooler med grejerna.)