Dela med sig:
Topp 10 Överraskande nya användningsområden för skum
I laboratoriernas värld är skum inte skummet som gör att öl ser skarp ut. Skenas som geler, fasta ämnen och till och med på kvantnivå öronmärks för att förbättra människors liv på anmärkningsvärda sätt.
Detta flexibla ämne gynnar innovation i strid, operativa teatrar och robotteknik. Det främjar också en säkrare miljö för allmänheten. I sitt mest bisarra, skum ligger i hjärtat av ett mysterium som frågar själva verklighetens natur.
10 djupare undersökning av undersökningar
De flesta fordon, fartyg och flygplan innehåller något som kallas syntaktiskt skum. Materialet är känt för att vara lätt, tufft och flytande. Detta gör syntaktiska delar perfekt för ubåtar, förutom en sak. De tumlar från formsprutor, eftersom mindre delar behöver fästas ihop, och någon sorts söm är sårbar för misslyckande.
I 2018 visade forskare att 3-D-utskrift skulle lösa detta genom att skriva ut hela delen istället för sektioner. Det var inte lätt. Syntaktisk skum består av miljarder ihåliga mikrosfärer, gjorda av glas eller keramik, inuti plastharts.
Först krossades de antingen genom att blanda hartset eller de täppte till skrivarens munstycke. Framgången kom när laget bytte till ett annat plastharts och ersatte sfärerna med bollar av flygaska. Blandning av de två ingredienserna tog stor kontroll eftersom bollarna fortfarande kunde platta. Men i slutändan arbetade idén.
Med användning av kommersiellt tillgängliga skrivare föddes de första intakta syntaktiska skumdelarna. Detta gäller särskilt för djuphavs ubåtar. Tillverkare kan nu underhålla idén om att skriva ut massiva delar som en enda enhet, så att ubåtar kan modiga trycket att dyka djupare än tidigare.
9 Asbest-ätande skum
Vid en tidpunkt var asbest det material som valts till brandfasta byggnader. Tillverkad av magnesium och kiseloxider, det var både flamskyddsmedel och hålls gips från att falla av väggarna.
När sanningen började att asbest var ett starkt cancerframkallande ämne, hade det varit i bruk i årtionden och i stor utsträckning installerat i hem, kontor och skolor. Att ta bort materialet tog tid och en djup plånbok. Värre, när asbest slits från en vägg kan vissa fibrer flyta runt i luften och inandas.
Under de senaste åren har ett brandskyddssystem från Florida blivit en lösning. De skapade ett speciellt skum tillverkat av fluorider och syror. När den injicerades i en vägg, bröt den kemiska skummen ner asbestfibrer i ett ofarligt silikat. Det räddar inte bara husägaren kostnaden för en ny vägg och eventuell sjukdom, men materialet som stannar kvar är brandbeständigt.
8 Första Soundproof Nanofoam
När ryssarna och koreanerna träffas blir saker intressanta. I detta fall visade forskarna världens första ljudabsorberande nanofoam. Det kanske inte verkar som mycket, men det här banbrytande materialet kan rädda liv.
Att använda skum som ljudblockerare är inget nytt. Tyvärr blockerade tidigare försök endast höga frekvenser och det är det lägre intervallet som är skadligt för människor. Lågfrekvenser som infraljud kan leda till läskiga hälsoproblem.
Det nya nanofoamet är det närmaste som forskare har kommit för att neutralisera det lägre spektrumet. Det absorberade frekvenser så låga som 0,5-1,6 kHz. Forskare tog ark av vardagligt ljudabsorberande skum och injicerades var och en med mikroskopiska granuler av kiseldioxid och magnetit. De sista stegen inkluderade blötläggning av arken i flytande nanopulver och utförande av ultraljudsbehandling innan den torkades.
Det resulterande materialet liknade de allmänt använda aerogellerna men billigare och användarvänligare. Framtiden för nanofoam syftar till att en dag hjälpa till att absorbera stora mängder brus i ett visst område - från insidan av en bil till ett helt grannskap.
7 Guld som flyter
År 2015 tog schweiziska forskare ädla metaller till en bisarr ny nivå - de förvandlade guld till skum. Små fibrer kallade amyloidfibriller skördades från mjölkproteiner och blandades i en guldlösning. Resultatet var en massa som liknar ett kors mellan strängar och gel.
Lufttorkning skadade den känsliga strukturen, men det slutliga steget träffades äntligen med framgång när forskare räknade ut hur man parcherade massan med ett koldioxidbad. Guldskummet bestod av 98 procent luft, vilket möjliggjorde att det float på vatten.
Det kan inte heller skilja sig från normalt guld, det är också nästa steg för metallen i smycken. Eftersom skummet är tusen gånger ljusare än någon guldlegering, kan en juvelerare forma det önskade stycket för hand.
Den rätta färgen gör också lite guld mer önskat av allmänheten än andra. Skummans tillverkningsprocess kan tweaked för att justera guldets utseende. När speciellt reaktionsförhållandena ändras, kommer den ädla metallen att bli mörkröd.
6 Vridande bilar i skum
När man funderar på hur bilar förorenar världen, tänker de flesta bara på avgaser. Bilar som skrotas från tjänst årligen bidrar med miljontals avfall till planeten.
I synnerhet är två typer av plast svåra att upparbeta. Återvunnet polykarbonat (PC) och polyuretan (PUR) behöver en komplex kemisk behandling som ofta inte är värt besväret.
År 2017 hittade forskare ett nytt sätt att återvinna dessa bilares plastdetaljer, inklusive PC och PUR. Med hjälp av kokosnötolja och mikrovågor vred forskarna dessa delar till ett mångsidigt skum.
I början återvanns plasten som avfall till en användbar form och slogs sedan samman med befintligt skum. Tidigare försök gjorde skiftet skum skört, men den kokosnötbehandlade plasten hade ingen sådan bieffekt. Det nya skummet var stabilt och mer brandbeständigt.
Denna återvinningsprocess gjorde två stora källor till plastavfall till något med många nya användningsområden. Allt från det vardagliga till komplexet kan skummet sätta på kuddar eller användas som isolering inom bygg- och bilindustrin.
5 Bullet-resistent skum
Afsaneh Rabiei, professor i mekanisk och rymdteknik, hade en speciell kärlek till kompositmetallskum (CMF). Efter att ha spenderat år på att utveckla denna ovanliga linje av skumfamiljen, meddelade Rabiei några av sina mest anmärkningsvärda egenskaper år 2015.
För en, är materialet inte rädd för en pansar-piercing kula. Under försök krossade flera kulor till damm mot skummet. Eftersom det är mycket lättare än metallplätering, erbjuder det soldater och stridsvagnar mer manövrerbarhet och skydd.
En annan förmåga gör CMFs älskling av alla som hatar brand eftersom de kan tåla ohåliga temperaturer. Dessutom är CMFs särskilt bra för att blockera farliga strålar, inklusive neutronstrålning, gammastrålar och röntgenstrålar. Detta gör metallskum perfekt för rymdresor eller slängning av kärnavfall säkert från ett ställe till ett annat.
4 inre bandage
Försvarsforskningsprojektbyrån (DARPA) är känd för att uppfinna riktigt smutsig teknik, men injicerar stora mängder skum i magen hos en sårad soldat? Det var precis vad DARPA kom upp med (minus soldaten).
Med hjälp av det näst bästa, tog forskare grisar och bedömde skummets framtid som ett verktyg för medics på slagfältet. Inom fältet är inre blödning dödlig. Det behöver behandling så snart som möjligt. Men ofta kan stridsoldater inte komma över bordet under en tid.
DARPAs skum injiceras som två vätskor, och när de blandas sväller den resulterande hybridpolymeren 30 gånger i volym. Medan det svampar kramar skummet organ och vävnad noggrant före härdning. Denna tätande effekt minskar hastigheten av bukblödningen. Förekomsten av något överskott av blod påverkar inte hur skummen beter sig heller.
Avlägsnandet krävde bara ett snitt och omkring en minut senare var grisen skumfri. Förfarandet dramatiskt spikade djurens överlevnadshastigheter, vilket gav hopp om att skummet skulle hålla mänskliga patienter levande tillräckligt länge för att nå sjukhuset.
3 robotar med smältande muskler
Det finns en anledning till varför kirurger, ingenjörer och DARPA drömmer om squishy robotar. Shape-shifting maskiner kan klämma in i täta fläckar och gå djupt in i skräp av en katastrof eller bakom en mänsklig lever.
Under 2014 lyckades forskare på MIT göra en "muskel". Upptäckten är utgångspunkten för konstgjord fingerfärdighet som en dag kan konkurrera med en bläckfisks naturliga flexibilitet.
Otroligt, detta stora steg uppnåddes genom att man använde material som vem som helst kan dra av en hantverksbutiks hyllpolyuretanskum och vax. Ingenjörerna placerade ett skumgitter i en behållare av smält vax. Ledningar sprang en elektrisk ström genom gallret och smälte vaxet. Detta orsakade att robotmuskeln mjuknade.
För att återgå till ett härdat tillstånd var strömmen helt enkelt avstängd och vaxet fick svalna. Framtida utveckling av uppfinningen kan ersätta vaxet med robotvätskor som växlar mellan fast och flytande under inverkan av magnetfält eller elektriska strömmar.
2 Ett arbetande hjärta
År 2015 snubblade en märklig sak från en 3-D-skrivare på Cornell University. Det var ett konstgjort mänskligt hjärta av minnesskum kallat poroelastiskt eller elastomerskum. Vad som gör den här syntetiska kryssrutan anmärkningsvärd är att den pumpar som den verkliga affären.
Kardiovaskuläranordningen fungerar med intuitiv känslighet för biologiska tryck och vätskeflöden-allt tack vare det elastiska skumöverdraget. Effektiv blodcirkulation är inte den enda dygden i detta jordgubbarformade underverk. Förutom 3-D-skrivaren formades hjärtat med en återanvändbar form - en ekonomisk fördel.
Skulle skumhjärtat någonsin bli patenterat och göra det till operationsrummet, kan det göra hjärttransplantationer till ett överkomligt förfarande.
1 Tyg av rymden Mysteri
Det finns bevis för att den sanna verkligheten i rymden är en kaotisk skum. Fysiker kallar dessa partiklar "rymdskum". Sanningen berättas, ingen har faktiskt sett utrymme skum eftersom det är för litet och för närvarande existerar som teoretiska partiklar.
Space skum förutspåddes 1947 av nederländska fysiker som föreslog att det kunde observeras av den kraft det utövade på två metallplattor. Partiklar skapar vågor. Om rymdskum var verkligt, kunde endast korta vågor existera mellan plattorna och så småningom krossas av längre, kraftigare vågor som pressar metallen ut från utsidan. Denna så kallade "Casimir Effect" sågs för första gången 1997.
Kvantvärlden är dock sällan så enkel. Ett annat test tog två fotoner ut ur en stjärnexplosion. Om utrymme skum finns, skulle densiteten sakta ner och förhindra att båda kommer fram vid en given punkt.
Flera studier av explosioner hade olika resultat. Ibland kom fotoner tillsammans, och i andra tider vann man loppet. Det var som rymdskum visade sig för ett experiment, och då gick det helt saknas för nästa. Skulle denna skum bekräftas, skulle det inte bara förändra hur forskare ser själva rummet i rymden utan också det som är verkligheten.