(Не)Придуманные сплавы и материалы

[polartoad]

Навеяно обсуждением High-Density Reactive Material (HDRM) в Милитари.
Какие придуманные сплавы и материалы, упоминаемые в кино и литературе, мы знаем?
1. Мифрил
2. Янтарин
3. Адамантий (людиХ)

[Дмитрий Одинец]

Криптонит (кстати, довольно широко распространённая идиома)
Серию из MoO напомнить? Там, кстати, был adamantium кроме прочих.

[Чибрикин Илья]

Чтой-то я не вьехал. 1000 атмосфер, это 10 000 метров. Это уже уровень батискафа. Далеко не всякое море вообще имеет такие глубины. Способность противостоять такому давлению для лодки совершенно избыточна. У автора снесло крышу или я опять ни чего не понял?

[pope]

У Адамова все так: все советское, очень маленькое, очень мощное, очень прочное и т.д.

[Чибрикин Илья]

А! Зато советская микросхема имела 8 ножек и две ручки. Для переноски вдвоем.

[Дмитрий Одинец]

А! Зато советская микросхема имела 8 ножек и две ручки. Для переноски вдвоем.

Зато тридцатые годы.

[Дмитрий Одинец]

А лодка с таким корпусом выдержит сильно неточное применение АБ (напр по эскадре, которую она сопровождает или атакует)[/color]

Воздушный ядерный взрыв неплохо держат и классические корпуса надводных кораблей, как показали испытания на Бикини. Глубинная бомба со спецБЧ -- не знаю, по идее, в водной среде волна должна бить чувствительнее, так что там запас по прочности нелишний.

[polartoad]

Чтой-то я не вьехал. 1000 атмосфер, это 10 000 метров. Это уже уровень батискафа. Далеко не всякое море вообще имеет такие глубины. Способность противостоять такому давлению для лодки совершенно избыточна. У автора снесло крышу или я опять ни чего не понял?

Очевидно, если запас прочности позволял это сделать, почему бы нет?

[partizan]

А лодка с таким корпусом выдержит сильно неточное применение АБ (напр по эскадре, которую она сопровождает или атакует)[/color]

Воздушный ядерный взрыв неплохо держат и классические корпуса надводных кораблей, как показали испытания на Бикини. Глубинная бомба со спецБЧ -- не знаю, по идее, в водной среде волна должна бить чувствительнее, так что там запас по прочности нелишний.

как показали теже испытания- от подводного ядерного взрыва все кораби в бухте окочурились примерно в течении 2-3 часов (разошлись сварные швы, много микротрещин, повыбивало заклепки итд итп)

[armadillo]

как показали немецкие ПЛ, подводные лодки, как сварные, так и клепанные, успешно держат подводные взрывы. Корабли под это просто не затачивались.

[ko4evnik]

непридуманные:

"черный кремний"
http://lenta.ru/articles/2012/02/23/silicon/

"гидрофобное пыле-незагрязняемое стекло "
http://lenta.ru/news/2012/04/26/superglass/

[Benedict]

Вспоминается А. Кларк...
И таки им видать придется признать ошибочность експеремента по рассеянию електронав.

[ko4evnik]

Создан термоэлектрик с рекордной эффективностью
http://lenta.ru/news/2012/09/20/thermoelectric/

Американские ученые создали материал, преобразующий тепло в электричество с рекордной эффективностью, превышающей в два раза эффективность уже известных подобных материалов. Работа опубликована в журнале Nature, ее краткое описание приводит Nature News.
Термоэлектриками называют вещества, способные вырабатывать электричество при различии температуры в разных зонах материала. Эффективность преобразования определяется двумя (во многом противоречивыми) требованиями. Она тем выше, чем лучше такой материал проводит электричество, и чем хуже он проводит тепло. Даже вещество с очень низким сопротивлением будет неэффективно как термоэлектрик, если оно хорошо проводит тепло. Градиент температур в таком веществе быстро выровняется, и преобразование энергии прекратится.

Добиться низкой теплопроводности при высокой электрической проводимости ученым удалось за счет изменения микроструктуры материала. Исследователи использовали классический термоэлектрик - теллурид свинца (PbTe), но добавили в него вкрапления нанокристаллов теллурида стронция. Они не изменяли электрическую проводимость, но нарушали упорядоченную структуру материала, а следовательно, и его теплопроводность.

Кроме того, ученые создавали в полученном материале микроскопические трещины. Это не позволяло теплу свободно двигаться в толще материала, но лишь незначительно влияло на его сопротивление.

В результате, удалось добиться двукратного увеличения эффективности преобразования тепла: с 7 до 15 процентов.

Эффективные термоэлектрики имеют большое значение для энергетики. Более двух третей работы, которая затрачивается на производство электроэнергии, теряется в виде тепла, которое можно было бы использовать. Кроме того, термоэлектрики иногда используются и как основной источник электричества - например, на марсоходе "Кьюриосити", в котором тепло вырабатывается плутониевым топливным элементом.

[ko4evnik]

Магнитные зубы моллюсков помогут выращивать кристаллы
http://lenta.ru/news/2013/01/17/chitonteeth/

Ученые Калифорнийского университета выяснили механизм роста кристаллов магнетита в зубах панцирных моллюсков Cryptochiton stelleri. Работа опубликована в журнале Advanced Functional Materials, а ее краткое содержание можно прочитать на сайте университета.
Панцирными моллюсками (или хитонами) называют морских беспозвоночных, которые питаются водорослями на прибрежных камнях. Соскребать водоросли с камней им помогают чрезвычайно твердые зубы, собранные в характерную "терку" - так назваемую радулу. Зубы радулы состоят из кристаллов магнетита - оксида железа Fe3O4, самого твердого известного биоминерала.

Ученые выяснили, образование кристаллов магнетита в зубах моллюсков происходит благодаря особой хитиновой матрице. Именно хитин, этот характерный для членистоногих углевод, задает направление роста кристаллов магнетита, которые становятся узкими и вытянутыми в одну сторону.

По словам авторов работы, понимание того, как моллюски выращивают кристаллы может иметь большое значение для создания композитных материалов. Это могут быть как просто механически твердые вещества, так и емкие электрические аккумуляторы или солнечные батареи с ориентированными кристаллами кремния.

[ko4evnik]

это чтоб потом бормашина не брала?
болят то не зубы, а нервы...

[bigBUG]

это чтоб потом бормашина не брала? болят то не зубы, а нервы...

1ый принцип ТРИЗ - "сделать заранее". Заранее сделать дырдочку под пульп-экстрактор, чтобы, значицца, в случае чего вывинтить пробочку, прочистить канал, запломбировать и снова закрутить; в принципе это может быть плановой операцией для постоянных зубов... Это если зуб растет вместе с организмом. А если не растет, то там и того шире возможности открываются.

[vasilisk]

1ый принцип ТРИЗ - "сделать заранее". Заранее сделать дырдочку под пульп-экстрактор, чтобы, значицца, в случае чего вывинтить пробочку, прочистить канал, запломбировать и снова закрутить; в принципе это может быть плановой операцией для постоянных зубов...

Лучше не дырочку. И не отдельно зубы выращивать, а все челюстные кости заменить на металл. Нервы либо сохранить, либо протезировать проводником. И каждый зуб должен отвинчиваться для плановой профилактики или починки.

Потом сделать то же самое с ногтями, волосами...

[Serge Shilov]

Скелет Майлза Форкосигана сурово смотрит на вас из шкафа...

[bigBUG]

Скелет Майлза Форкосигана сурово смотрит на вас из шкафа...

Он в претензии? Претендует таки на исключительность?

[partizan]

а кстати.. я вот человек далекий от медицины, но близкий к инженерии.. мне всегда было интересно, вот раздробило человеку кость.. почти в хлам, так что только ампутация.. а почему нельзя полностью мышцы аккуратно отделить а на место кости впиндюрить что нибудь титановое, пришить мышцы к этому и вуаля.. сутставы то сейчас меняют практически потоком...

[Дмитрий Одинец]

Примерно так и делают, насколько я понимаю. Даже цельные суставы протезируют, но там, насколько я понимаю, до недавнего времени была(?) проблема с ресурсом по износу, т.е. истиранию.

[Чибрикин Илья]

У меня и батя и теща прошли через переломы шейки бедра. Для стариков это очень серьезная проблема. Замена сустава решает ее полностью, ну после реабилитационного периода. Ресурс девайса превышает ресурс его носителя.

[Serge Shilov]

Ну вот у меня на малой берцовой кости железа (титан+ниобий на самом деле) больше, чем кости. Говно, вообще-то.

[ko4evnik]

Ученые изобрели универсальный ледоотталкивающий материал
http://lenta.ru/news/2016/03/14/ice/

В Университете Мичигана изобрели прочный и недорогой материал, способный предотвратить образование ледяной корки на своей поверхности. Его можно использовать при изготовлении фюзеляжа самолета, холодильников и ветровых стекол. Об этом сообщает журнал Science Advances.

Ранее ученые пытались решить эту задачу, делая поверхности или максимально гидрофобными, или предельно скользкими. Однако авторы нового изобретения экспериментальным образом выяснили, что лучше всего лед отталкивает резина, и это свойство вообще не зависит от степени ее гидрофобности.

Причина — в другом физическом феномене: межфазной кавитации. Обычно два твердых материала (лед и металл, например) крепко склеиваются, и для разрыва связи между ними требуются большие усилия. Однако для деформации резиноподобной поверхности необходим минимум усилий — этого достаточно, чтобы прикрепленный к ней твердый материал откололся.

Новое покрытие из смеси синтетических каучуков устойчиво к воздействию высоких температур, солевого тумана, механической абразии и сотен циклов замораживания и оттаивания. Кроме того, контролируя гладкость материала, ученые смогли настроить его прочность: более мягкие поверхности лучше отталкивают лед, но отличаются меньшей прочностью — и наоборот.

«Покрытие для самолетов, например, нужно будет сделать максимально крепким, а убирать лед в данной ситуации помогают сильные ветра и вибрация фюзеляжа. Напротив, материал для холодильников должен отталкивать лед просто под действием силы притяжения Земли и небольшой встряски», — заявил один из авторов изобретения Кевин Головин (Kevin Golovin).

Уже в 2017 году исследователи планируют выпустить на рынок покрытия для холодильников на основе своей технологии.

[Benedict]

Переходящий кубок? "Британский ученый года"?

[ko4evnik]

Нанотрубки оказались исключительно токсичными
https://chrdk.ru/news/nanotrubki-okazal ... oksichnymi

Промышленным предприятиям необходимо задуматься о создании систем предупреждения их попадания в окружающую среду.
23.07.2018 12:48

Исследователи из Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) совместно с зарубежными коллегами установили, какой потенциальный вред окружающей среде могут нанести углеродные и кремниевые нанотрубки, а также углеродные нановолокна, входящие в состав целого ряда пластиковых изделий и композитов. В качестве модельного организма использовались микроскопические морские водоросли Heterosigma akashivo, широко представленные в водах, омывающих российский Дальний Восток. Оказалось, что даже в весьма небольших количествах нанотрубки обеспечивают острый и хронический токсический эффект. Соответствующая статья опубликована в Environmental Research.

В настоящее время использование углеродных нановолокон и нанотрубок быстро растет. Ожидается, что только для углеродных нанотрубок общий объем рынка к 2020 году превысит пять миллиардов долларов. Их, как и кремниевые нанотрубки, часто добавляют в композиты для повышения их твердости. Кроме того, в современной медицине нанотрубки предлагается использовать в качестве систем доставки лекарств в клетки организма человека.

Как отмечают исследователи, от 60 до 80 процентов всего пластика и композитных материалов в мире заканчивают свой путь в Мировом океане, где их разложение занимает сотни лет. Все эти отходы часто содержат в себе несколько видов наночастиц, добавленных в них для улучшения потребительских характеристик. Поэтому авторы работы решили изучить, какое действие они оказывают на микроводоросли — основу пищевой пирамиды в океане.

Для нанотоксикологического исследования ученые выбрали одноклеточные морские микроводоросли Heterosigma akashiwo, добытые в заливе Петра Великого в Японском море. За критерий токсического воздействия примесей нанотрубок учеными было принято статистически значимое уменьшение числа клеток водорослей экспериментального образца морской воды в сравнении с контрольным, куда нанотрубки не добавляли.

Оказалось, что токсический эффект от примесей углеродных и кремниевых нанотрубок в воде возникает уже при их концентрации в 100 миллиграммов на литр воды. Иными словами, уже в пропорции 1 к 10 000 нанотрубки вызывали гибель клеток микроводорослей. Острый токсический эффект был выявлен уже на третий день эксперимента, а хроническое отравление клеток наступало на седьмой. При этом кремниевые нанотрубки оказались гораздо токсичнее углеродных по причине своего меньшего размера и гидрофильных характеристик.

Ученые предполагают, что главной причиной гибели клеток водорослей в ходе исследования послужило их механическое повреждение наночастицами, в результате которого целостность клеток была нарушена. Один из соавторов статьи, Аристидис Цацакис из Университета Крита, отмечает: «Объем наноматериалов, присутствующих в нашей жизни, значительно увеличился в последнее время. Раньше в лабораториях получали образцы в количествах, измеряемых микрограммами. На сегодняшний день мы имеем многотонное производство пластмасс и композитов, содержащих в себе наночастицы, в частности углеродные и кремниевые нанотрубки. Чем дальше, тем важнее понять, какая нагрузка на экологию может быть вызвана этими частицами. Мы знаем, что диаметр нанотрубок имеет решающее значение для их токсичности: чем меньше наночастицы, тем они токсичнее. Таким образом, кремниевые нанотрубки более токсичны, чем углеродные. Но и соединения на основе углерода могут вызывать серию нейродегенеративных нарушений, главным образом, по причине накопления окислительного стресса и параллельного сокращения механизмов антиоксидантной защиты».

[veter]

А чо, сразу было непонятно? Даже широко распространенное оптоволокно считается крайне опасным в части своих отходов - стеклянные микроволосинки абсолютно инертны, живут в организме почти вечно, легко переносятся кровотоком, могут завязнуть в любом органе с непредсказуемыми последствиями и не видны на рентгене. А тут то же самое, только на нано-уровне.

[ko4evnik]

хлопцы переизобрели дельта-древисину.

https://zen.yandex.ru/media/id/5a40bda8 ... &from=feed

Новый тип древесины заменит сталь в авто и самолетах

Инженеры Университета штата Мэриленд нашли способ сделать древесину более чем в десять раз прочнее, создав недорогую и легкую альтернативу большинству металлов и сплавов.

Прочные материалы сейчас, как правило, дорогие, требуют добычи, сложных производственных процессов и больших затрат энергии. Поэтому технологии обработки дешевого и экологически чистого дерева продолжают совершенствовать. Однако существующие методы повышения плотности природного материала не позволяют добиться необходимых показателей.

Команда американских инженеров представила новую технологию сжатия древесины до 20% от ее первоначальной толщины, которая позволяет полностью избавиться от пустот и частично от природного клея (гемицеллюлозы и лигнина). Для этого материал сначала кипятят в растворе NaOH/Na2SO3, что делает его более пористым и гибким, а затем прессуют перпендикулярно направлению роста при температуре 100 °С. При этом целлюлоза остается нетронутой, а водородная связь между близко расположенными ее микроскопическими волокнами дополнительно усиливает прочность.

Замедленная съемка того, как уплотненная древесина останавливает цилиндрическую пулю.

Уплотненная таким образом древесина может слегка набухать и терять свою плотность в условиях 95% влажности, но покрытие на масляной основе полностью решает эту проблему. Испытания показали, что показатели прочности материала не уступают стали, но его масса при этом в 6 раз меньше. Его можно даже сгибать, а для разрушения требуется в 10 раз больше энергии, чем для обычного дерева.

По словам разработчиков, такая древесина по уровню надежности и долговечности способна конкурировать с большинством металлов и даже титановыми сплавами или карбоном. Они планируют коммерциализировать изобретение через дочернюю компанию Inventwood и утверждают, что материал вскоре сможет заменить сталь в автомобилях, самолетах, морских контейнерах и зданиях.

Швейцарские ученые также разработали уникальный пористый материал, который способен быстро извлекать остаточное золото из морской, пресной, сточной воды, а также осадков и сложных растворов.

[veter]

Технология, конечно, немного другая, модно-молодёжная, без фенолов. Но по сути очень близко, да.

[ko4evnik]

https://www.ridus.ru/news/299951

Австралийские ученые впервые обнаружили гриб, который усваивает золото себе на пользу. Разновидность гриба Fusarium oxysporum забирает из среды микрочастицы золота и встраивает их в свои волокна.

Как именно он использует золото в своей жизнедеятельности, непонятно, но на драгоценной среде он растет в несколько раз лучше.

Золото практически инертный металл: оно не вступает в реакции с другими веществами (за немногими исключениями), почти не окисляется и потому для живых организмов бесполезно. Золото настолько инертно, что его можно есть — например, в виде сусального золота, которым украшают кондитерские изделия. Но, как оказалось, помимо людей есть на Земле и другие существа, к золоту неравнодушные. Это грибы.

Австралийцы из CSIRO, объединения научных и прикладных исследований, изучили разновидность гриба Fusarium oxysporum TA_pink1, который живет недалеко от золотого рудника Боддингтон на западном побережье Австралии.


Ученые вырастили гриб в лаборатории и изучили его взаимоотношения с драгоценным металлом.

В питательную среду колонии гриба добавили суспензию золота, то есть водный раствор наночастиц металла размером около 40 микрометров, и через две недели вокруг живого организма образовалось гало, зона, из которой он выбрал почти все золото. Пропавшее из среды золото нашлось в самом грибе: ученые увидели частички металла в гифах (волокнах) TA_pink1.

Исследователи попробовали вырастить гриб без добавления золота и увидели, что колонии, лишенные драгоценного металла, растут гораздо медленнее.

Гриб на золоте «освоился» в среде и перешел к стадии бурного роста за 38 часов, а без золота — за 195 часов. Золото, поглощенное грибами, было окислено. Это значит, что грибы не просто всасывали частицы металла, но и как-то использовали их для своих нужд.

Ученые предполагают, что грибам удалось извлечь энергию из металла с помощью свободных радикалов кислорода (ионов с одним лишним электроном), который в больших количествах образуется при метаболизме живых организмов и является сильным окислителем.

В какие органические вещества включается при этом металл и какие ферменты используют грибы для всего этого, ученым осталось неизвестно.

[ko4evnik]

Один церий и девять водородов
https://www.nkj.ru/news/37055/?utm_refe ... yandex.com

Исследователи создали сверхпроводник из супергидрида церия, устойчивый только при очень высоких давлениях.

Иллюстрация. «Невозможный» супергидрид церия. Дизайнер: @tsarcyanide, пресс-служба МФТИ

Кристаллическая структура супергидрида церия CeH9. Атомы церия показаны в виде красных сфер. Черным показаны атомы водорода и химические связи между ними. (Изображение: Иван Круглов, МФТИ и ВНИИА им. Духова)
›Открыть в полном размере
Физики из США, России и Китая синтезировали запрещенное классической химией сверхпроводящее соединение водорода и церия.

Современная теория строения вещества полагает, что при чрезвычайно сильном сжатии водород должен стать твердым металлом, причем сверхпроводящим при комнатной температуре. К сожалению, металлизация чистого водорода требует колоссального давления, около 5 миллионов атмосфер. Для сравнения: давление в центре Земли составляет «всего» 3,6 миллионов атмосфер.

Поэтому физики пошли по другому пути, пытаясь синтезировать так называемые запрещенные соединения разных элементов, например, лантана, серы или церия с водородом, с повышенным содержанием последнего. Скажем, классическая химия, исходя из представлений о валентности элементов, считает возможными соединения церия и водорода с формулами CeH2 и CeH3. Международному коллективу исследователей из США, России и Китая удалось «упаковать» в супергидрид церия целых девять атомов водорода, получив соединение CeH9. Об этом они сообщили в журнале Nature Communications.

Хотя сверхпроводящие свойства полученного материала проявляются при охлаждении до −200 градусов Цельсия, он интересен тем, что стабилен при более низком давлении, чем полученные ранее супергидриды серы и лантана. Правда, необходимое для его стабильного существования давление всё равно чудовищно велико – 1 миллион атмосфер.

Для получения супергидрида церия исследователи сжимали между двумя плоскими алмазами (наковальнями) микроскопический кусочек металла церия и вещество, выделяющее при нагревании лазером газообразный водород. По мере увеличения давления в установке образовывались гидриды церия с возрастающим содержанием водорода: CeH2, CeH3 и так далее. В конце концов возник супергидрид церия CeH9.

Структуру полученного вещества исследователи изучили с помощью рентгенодифракционного анализа. Оказалось, что в его кристаллической решетке каждый атом церия окружен своего рода сферической клеткой из 29 атомов водорода. При этом атомы водорода связаны между собой ковалентными связями как в молекуле газообразного водорода H2, но несколько слабее.

Благодаря созданию методов компьютерного предсказания запрещенных химических соединений, в том числе и разработанного под руководством одного из авторов данной работы профессора Сколтеха и МФТИ Артёма Оганова алгоритма USPEX, исследователи уже досконально изучили почти все гидриды металлов. Теперь они планируют добавить в них еще один химический элемент. Физикам пока почти ничего не известно о свойствах тройных соединений, где помимо водорода присутствуют атомы сразу двух металлов. Поскольку вариантов таких соединений очень много, исследователи планируют использовать алгоритмы искусственного интеллекта для отбора самых перспективных для практического использования материалов.

[brahistochron]

[brahistochron]

И, до кучи.

Оксинитрид алюминия

[Дмитрий Одинец]

https://naked-science.ru/article/physic ... hprovodnik

Новый теплый сверхпроводник (161К), декагидрид тория.