- Kauno.diena.lt inf.
- Teksto dydis:
- Spausdinti
Medžiagų mokslas yra seniausia mokslo ir technologijų sritis. Medžiagų poveikis civilizacijos eigai atsispindi erų pavadinimuose: akmens amžius, bronzos amžius, geležies amžius. Dabar mes gyvename pažangiųjų medžiagų amžiuje. Kokios medžiagos bus naudojamos netolimoje ateityje ir kaip jos keis mūsų kasdienį gyvenimą?
Pasaulyje medžiagų mokslas daro sparčią pažangą. Naujos medžiagos sukuria technologines revoliucijas ir jų tyrimai yra viena iš gyvybingiausių ir greičiausiai besiplėtojančių šiuolaikinio mokslo sričių.
„Vienas iš svarbiausių veiksnių, nulėmusių technologinį žmonijos progresą XXI amžiuje, buvo naujų medžiagų sukūrimas, ištyrimas ir praktinis panaudojimas“, – tikina Kauno technologijos universiteto (KTU) Matematikos ir gamtos mokslų fakulteto (MGMF) studijų programų vadovė Kristina Bočkutė.
„Vienu iš pagrindinių jos krypčių tapo medžiagų kūrimo principų perkėlimas į molekulinį lygį, toliau mažas molekules valdomai jungiant į didesnius klasterius ar polimerus, pereinant nuo nanometrinių matmenų į mikrometrinius ar centimetrinius. Medžiagų moksle yra panaikinami barjerai tarp tradicinių mokslų sričių ir siekiama neorganinės, organinės, polimerų, fizikinės, biologinės, analitinės chemijos, fizikos, inžinerijos bei matematinio modeliavimo integracijos“, – pasakoja K. Bočkutė.
Pasaulinė praktika rodo, kad toks multidisciplininis požiūris labai svarbus realizuojant sukurtų naujų medžiagų privalumus aukštosiose technologijose, kai sėkmę lemiančiu veiksniu tampa persidengiančios įvairių sričių inžinerinės žinios.
Verta paminėti, kad praktiškai visos šiuolaikinės žinioms imlios technologijos yra kuriamos naujų medžiagų pagrindu. Vertinant pasaulines tendencijas, minėti klausimai yra ypatingai svarbūs vystant naujas pramonės šakas ir, be abejonės, plėtojant tradicines technologijas. Medžiagų mokslas leidžia fundamentalių fizikos bei chemijos mokslo tyrimų metu atrastus dėsningumus ir medžiagų savybes adaptuoti ir pritaikyti taip, kad jos būtų tinkamos naudoti konkrečiose gyvenimo srityse.
Ateities medžiagos kuriamos įvairiose pritaikymo srityse – nuo statybinių medžiagų iki drabužių. Štai kelios pažangios ateities medžiagos, kurios jau greitai gali tapti įprastomis mūsų gyvenime:
1) Aerogelis. Lengviausia kietosios būsenos medžiaga pasaulyje. Pavyzdžiui, grafeno aerogelio tankis yra mažesnis negu helio dujų ir tik dvigubai didesnis negu vandenilio – 0,16 kg/m3. Šiai medžiagai, daugiau negu bet kuriai kitai, priklauso 15 įrašų Gineso rekordų knygoje. Kartais vadinamas „užšaldytais dūmais“, aerogelis gaminamas pakeitus skystos būsenos aliuminio oksidą, chromo, alavo oksidą arba anglies junginius dujomis super džiovinimo procese. 99,8% aerogelio tūrio sudaro oras, todėl medžiaga atrodo pusiau skaidri. Nepaisant to, kad didžioji dalis medžiagos tūrio yra oras, ši medžiaga yra labai stipri, galinti išlaikyti daugiau negu 160 tūkst. kartų didesnį svorį už ją pačią. Aerogelis taip pat yra puikus šilumos izoliatorius, apsaugantis ne tik nuo karščio, bet ir nuo šalčio. Aerogelis jau yra naudojamas NASA, kuriami aerogeliu padengti apsauginiai sluoksniai karinėje pramonėje, kurie apsaugo nuo temperatūrų poveikio bei gali apsaugoti nuo sprogstamųjų medžiagų sukeltų sprogimo bangų. Aerogelis yra perspektyvi medžiaga, sugerianti įvairius teršalus iš oro ir vandens.
2) Dirbtinis voratinklis. Natūralus vorų šilkas yra iki penkių kartų tvirtesnis nei tokio paties svorio plienas. Be to, dėl sudėtingos tinklo struktūros net ir nutrūkus vienai gijai, bendras viso mezginio tvirtumas padidėja. Mokslininkai nustatė, kad ypač stiprios šilko gijos susiformuoja pagrinde dėl baltymo fibroino. Dekodavus geną, atsakingą už fibroino baltymo gamybą voratinkliuose, šią natūralią medžiagą mokslininkai neseniai susintetino. Iš vieno gramo fibroino galima pagaminti net 9 km dirbtinio vorų šilko. Ši medžiaga elastinga ir labai tvirta. Iš jos galima gaminti šarvuotas liemenes, kitą aprangą. Šio medžiagos laukia proveržis ir medicinoje. Itin mažas svoris, puikus tamprumas ir lankstumas sukuria sąlygas vorų šilko naudojimui transplantologijoje gaminant dirbtines sausgysles.
3) Metamedžiagos. Medžiagos, kurios savybės labiausiai priklauso nuo jos struktūros, o ne sudėties, yra vadinamos metamedžiagomis. Metamedžiagos pasižymi neįprastomis optinėmis savybėmis. Naudojant metamedžiagas, turinčias neigiamą lūžio rodiklį, buvo sukuriami dvimačiai nematomi apsiaustai – apsiausto medžiaga laužia ir nukreipia šviesos spindulius taip, kad po ja esančio daikto nematyti. Šios medžiagos taip pat žada revoliuciją optinių lęšių gamyboje bei elektronikoje didinant duomenų perdavimo spartą.
4) Metalo putos. Šios putos gaminamos iš putojančio reagento ir titano hidrido miltelių, ištirpintų aliuminyje. Rezultatas – gaunama lengva stipri medžiaga, kurios 75-95 proc. tūrio sudaro oras. Ši medžiaga gali būti pritaikoma daugelyje sričių – nuo plūduriuojančių miestų statybos, karinės pramonės, medicinos iki kosmoso tyrimų ar branduolinių atliekų saugojimo.
5) Išmanioji tekstilė. Ateities madas gali diktuoti ne tik aukštosios mados dizaineriai, bet ir mokslininkai, kuriantys tekstilę su integruotais elektroniniais jutikliais, pvz., reguliuojantys temperatūrą, į šviesą ar judesį reaguojantys audiniai, integruoti jutikliai, stebintys nešiojančiojo sveikatos būklę, audiniai, atstojantys vaizdo projektorių ar netgi naudojami kaip vaizdo kamera. Tokių audinių galimybės yra neribotos.
Plėtojant aukštųjų technologijų pramonę visame pasaulyje medžiagų mokslas užėmė labai svarbią poziciją. Tuo pačiu – tai viena labiausiai besivystančių mokslo šakų, kurios specialistų poreikis nuolat auga. Medžiagų mokslo sąvoka – gana plati mokslinių problemų visuma, apimanti įvairius medžiagų tyrimo klausimus, taip pat ir technologinio pobūdžio darbus.
NAUJAUSI KOMENTARAI
SUSIJĘ STRAIPSNIAI
-
Įspėjamieji pranešimai telefone: kodėl gauna ne visi?9
Ne visi gyventojai gauna įspėjamuosius pranešimus. Net ir tada, kai jiems tai gali būti gyvybiškai svarbu – pavyzdžiui, kad netoliese dega daugiabutis, artėja orų stichija ar kokia nelaimė Astravo atominėje elektrinėje. Apie tai, k...
-
Astronomai atrado didžiausią juodąją skylę Paukščių take
Antradienį paskelbtame moksliniame darbe nurodoma, kad astronomai nustatė didžiausią ligi šiol atrastą juodąją skylę Paukščių take, kurios masė ura 33 kartų didesnė nei Saulės. ...
-
Išvyskite: kaip atrodė Saulės užtemimas iš kosmoso
Pirmadienį įvyko retas ir visiškas Saulės užtemimas, kuris praslinko per Šiaurės Ameriką. Mokslininkai sako, kad dėl šio užtemimo galės surinkti neįkainojamų duomenų apie daugelį dalykų – nuo saulės atmosferos iki keis...
-
Rusija jau antrą dieną iš eilės atšaukė raketos paleidimą15
Trečiadienį, jau antrą dieną iš eilės, Rusija paskutinę minutę atšaukė raketos paleidimą. Tai dar viena šalies kosmoso programos nesėkmė. ...
-
Būdamas 96-erių mirė Nobelio premijos laureatas britų fizikas P. Higgsas
Būdamas 96-erių mirė britų fizikas Peteris Higgsas (Piteris Higsas), laimėjęs Nobelio premiją už „dieviškosios dalelės“ – Higso bozono, paaiškinančios masės egzistavimą – atradimą, antradienį pranešė ...
-
Medikus keičia dirbtinis intelektas: užstrigus kamerai – gyvybę kainuojančios klaidos?2
Rastas receptas, kaip užpildyti trūkstamas medikų darbo vietas. Taivane žmonių gyvybes gelbėja bei sveikata rūpinasi robotai ir dirbtinis intelektas. Tačiau tokia technika kol kas visiškai pasitikėti negalima. Ji jau padarė gyvybę kainuojan...
-
„Tesla“ planuoja rugpjūtį pristatyti robotaksi1
Elonas Muskas (Ilonas Maskas) pranešė, kad jo kontroliuojama elektromobilių gamintoja „Tesla“ šią vasarą pristatys robotaksi, o ši žinia pasirodė tuo metu, kai savavaldžių transporto priemonių diegimas dėl saugumo pro...
-
Iš orbitinės stoties į Žemę sugrįžo amerikietė, baltarusė ir rusas6
Iš Tarptautinės kosminės stoties (TKS) į Žemę sugrįžo amerikiečių astronautė Loral O'Hara, baltarusė Marina Vasilevskaja ir rusų kosmonautas Olegas Novickis. Juos parskraidinusi „Sojuz“ kapsulė nusileido Kazachstano stepėje...
-
Kova su piratavimu Lietuvoje: ar pasiteisino įvestos baudos?4
Norintiems piratauti Lietuvoje tampa vis sunkiau. Lietuvos radijo ir televizijos komisija (LRTK) sako, kad pernai įvestos baudos pažeidėjus pamažu atbaido. ...
-
Pirmieji telefonai: tokių dabar tikrai nesinešiotumėte rankinėje15
Mobilųjį telefoną dabar turi kone kiekvienas. Telefonu žmonės ne tik skambina ar rašo žinutes, dažniausiai telefonas atstoja kur kas daugiau prietaisų. Jame integruota kamera, navigacija ir kitos plačiai naudojamos programos. Balandžio 3-ąj...