Metamateriály / materiálová budúcnosť

Tagy: metamaterial, metemateriál

Určite najzujímavejšou skupinou materiálov súčasnosti sú metamateriály. Dlho som sa ani neodvážil písať o nich možno aj preto, že ich vlastnosti a schoponosti sú ako z príbehov budúcnosti. Sú to umelo vytvorené kompozity so špecifickou štruktúrov, ktorú nie je možné nájsť nikde v prírode. Tá im dáva neobvyklé elektrické, magnetické, mechanické, zvukové či optické vlastnosti

Bližšie info na wikipedii metamaterial
Kniha: Metamaterials: Theory, Design, and Applications - Tie Jun Cui, David Smith, Ruopeng Liu

Transparentné soláne články

Tagy: solárny, fotovoltaický, transparetný

Nový materiál pre fotovoltaické články má unikátnu vlastnosť – je priehľadný. Rozširujú sa tým možnosti využitia tohto spôsobu výroby elektrickej energie. Panely totiž môžu byť pripevnené na sklenených častiach budov, pričom by sa neobmedzil výhľad von.

Panely sa vyrábajú z polyméru, sú ľahké, ohybné a dajú sa vyrábať vo veľkom pri nízkých nákladoch, tvrdí trojica vedcov Yang Yang, Rui Zhu a Paul S. Weiss. Staršia verzia solárnych panelov z polymerov mala niekoľko nedostatkov. Tie sa teraz pravdepodobne podarilo odstrániť. Nový typ panelov pracuje tak, že pohlcuje predovšetkým infračervené svetlo, teda tú časť svetla, ktorá nie je ľudským okom viditeľná.

Článok je pre ľudské oko z 66 percent priehľadný. Priehľadné sú i vodiče, vyrobené zo zmesi strieborných nanovlákien a nanočastíc oxidu titaničitého. Nahradzujú tak nepriehľadné kovové elektródy, využívané v minulosti.

Casimírov efekt

Casimírov jav (Casimírov efekt, Casimárova sila) je prejavom existencie párov virtuálnych častíc vo vákuu. Nastáva v prípade, keď sa ocitnú veľmi blízko seba napríklad dve nenabité dosky, ktoré by sa vzhľadom k absencii náboja nemali navzájom silovo ovplyvňovať.

Dve rovnobežné nenabité dosky sa vzájomne priťahujú malou, ale nenulovou silou (ktorá je pre dostatočne tenké dosky podstatne väčšia, než vzájomná gravitačná príťažlivosť). Ako v okolitom prostredí, tak aj medzi týmito doskami totiž vznikajú vákuové fluktuácie (virtuálne páry častíc a antičastíc). Tie, ktoré vznikajú medzi doskami, majú obmedzený súbor možných vlnových dĺžok, pretože musia mať takú vlnovú dĺžku, aby vzdialenosť medzi doskami bola jej celočíselným násobkom. To znamená, že virtuálnych párov častíc vzniká v priestore medzi doskami o niečo menej než mimo nich, kde môžu nadobúdať ľubovoľných vlnových dĺžok.

Casimírov jav nie je obmedzený na prípad vákuovej medzery, ale vyskytuje sa aj v prípade, že medzera medzi doskami je vyplnená ľubovoľnou reálnou tekutinou. Ak budú navyše materiály dosiek a tekutina mať medzi sebou rozdielnu permitivitu, môže byť výsledný efekt Casimírovej sily tiež odpudivý.

Kým príťažlivý efekt Casimírovej sily spôsobuje v odbore nanotechnológií isté problémy, pretože vytvára nechcenú priľnavosť nanosúčiastok, odpudivý jav možno naopak veľmi vhodne využiť napríklad pre konštrukcii osadenia veľmi citlivých mikrosúčastí prístrojov (tzv. kvantová levitácia) alebo návrhy mikroprístrojov s veľmi nízkym trením.

Podľa čínskych vedcov Tian-Ming Zhao a Rong-Xin Miao je možné však pomocou metamateriálov túto silu znásobiť niekoľko miliónkrát, čo by ponúkalo už pomerne zaujímavý zdroj energie.

 

Nenetwonovská kvapalina a Reológia

Tagy:  non-newtonian fluid, nenewtonovaká kvapalina, rheology, reológia, magnetoreologický, elektroreologický

Keď sa povie kvapalina, každého napadne asi ako prvé voda. Voda ako kvapalina, ktorá tečie a má nejakú viskozitu. Je to klasická newtonovská kvapalina. Jednou z jej základných vlastností je, že deformácia je priamo úmerná napätiu, jej viskozita je nemenná. Čiže, čím väčšie napätie budeme vyvíjať na vodu, tým väčší odpor bude ona klásť.

Poznáme však aj tzv. nenewtonovské kvapaliny, ktorých viskozita sa meni v závislosti od napätia. Rozdeľujeme ich do dvoch skupín pseudoelastické a dilatantné. Vedný odbor, ktorý skúma deformačné vlastnosti aj týchto látok, obzvlášť závislosť deformácie od napätia sa nazýva reológia.
Pseudoelastické kvapaliny.
Ich viskozita s napätím klesá, teda čím silnejšie na ne pôsobíme, tým ľahšie sa deformujú. Tieto látky sú samé o sebe väčšinou veľmi viskózne a pod malým tlakom tečú pomaly, avšak so zvyšujúcim sa tlakom sú tekutejšie. Typickým príkladom je kečup alebo maliarska farba.
Dilatantné kvapaliny
Ich viskozita s napätím rastie, takže sa pri zvyšujúcom sa tlaku deformujú stále ťažšie – tieto látky sa pri pomalom miešaní správajú tekuto, ale rýchly pohyb alebo náraz ich prakticky znehybňuje a sú akoby v dočasnom tuhom stave. Typickým príkladom je hustý roztok kukuričného škrobu alebo aj „inteligentná“ plastelína.

Intel Claytronics

Magentické zliatiny s tvarovou pamäťou / Naspäť do pôvdoného tvaru II

Tagy: magnetické zliatiny s tvarovou pamäťou, feromagnetické zaliatiny s tvarovou pamäťou, magnetic shape-memory alloy, ferromagnetic shape-memory alloy

Magnetické zliatiny s tvarovou pamäťou alebo tiež feromagnetické zliatiny s tvarovou pamäťou, sú zliatiny, ktorých tvar sa mení pri pôsobení magnetického pola. Patria do skupiny zliatin s tvarovou pamäťou. Oproti týmto zliatinám majú tú výhodu, že zmena tvaru nie je založená na zmene teploty, ktorá môže trvať nejaký ten čas, ale pôsobením magnetického pola, ktoré je okamžité.
Táto vlastnosť je podobná ako pri magnetostrikčných materiáloch avšak zmena tvaru je dôsledkom magnetickej anizotropie materiálu. Ďalšou výhodou tohto materiálu je, že už pri pomerne malej zmene magnetického pola dochádza k pomerne veľkému vychýleniu, zmene tvaru. Najčastejšou zliatinou je NiMnGa (nikel-mangán-gálium), ale jej výroba je pomerne náročná.

Využitie:
- aktuátory, senzory
- biomedicína
- textilný dizajn
- inteligentná pena

Firmy:
http://www.adaptamat.com/

Bližšie info:
http://alfitectmagmemalloys.blogspot.sk/

Predpovede budúcnosti, vždy je sa načo tešiť. Alebo nie!?

Tagy: future technology, future architecture, future design, future food, future transport

Blízke i ďaleké predpovede budúcnsti http://www.futuretimeline.net/
O čom všetko by sa mohlo písaťv novinách budúcnosti http://www.newsoffuture.com/
Novinky z budúcnosti http://futuristicnews.com/
The Venus Project - Designs by Jacque Fresco http://thevenusproject.com/