atsign.system
Registered User
بشر همواره به دنبال کشف موادی جدیدتر بوده است. اما در این میان برخی از مواد کشف شده به قدری شگفت انگیز و اسرارآمیزند که مطمینآ شناخت بیشترشان بسیار جالب و هیجان انگیز است. در این مطلب با چهار مورد از شگفت انگیزترین مواد دنیا آشنا خواهید شد...
تاکنون مواد شگفت انگیز بسیاری همچون مواد فوق سبک استفاده شده توسط ناسا تا فلزاتی که با دمای دستتان ذوب می‌شوند، کشف شده است. در این مقاله چهار مورد از خاص ترین مواد موجود را معرفی و بررسی می کنیم.
هواژل (Aerogel)
این ماده می‌تواند شاخه گل سرخ را از شعله آتش حفظ کند.
هواژل سبک ترین ماده جامد کشف شده تا به امروز است. این ژل جالب در واقع سبک ترین ماده جامد جهان است. از زمان ساخت این ژل توسط دانشمند امریکایی ساموئل کیستلر (Samuel Kistler)، از این ژل در زمینه های گوناگونی استفاده می‌کنند.
علت جالب بودن این ماده وجود چند ویژگی متناقض به طور هم‌زمان در این ماده است. این ژل سخت بیشتر جرمش از هواست و بنابراین مثل اسفنج خیلی سبک است، البته تفاوت زیادی با اسفنج دارد. در عین حال این ماده برای پس زدن گرما و مقاوت در مقابل عبور گرما خیلی خوب است.
مولکول‌های منحصر به فرد این ماده می‌توانند مانند یک دستکش بیسبال عمل کنند! این مولکول‌ها می‌توانند ذرات ریزی را که با سرعت زیاد در حرکتند بدون آسیب رساندن به ساختار آنها جذب کنند. این ویژگی در انجام پروژه‌ی ناسا موسوم به ماموریت استارداست (Stardust mission) خیلی به کار می‌آمد. هواژل در صنعت هوافضا برای جمع آوری غبارهای قسمت دم یک ستاره دنباله دار کاربرد دارد، سازمان های دولتی برای ساختن چادرهای ضد‌آب و عایق از آن استفاده می‌کنند و همچنین در تولید لباس های عایق گرما که به منظور حفاظت افراد از گرمای زیاد استفاده می‌شود. ناسا از اسم مستعار دود آبی (Blue Smoke) برای این ماده استفاده می‌کند چون این ماده تا حدودی شبیه یک هولوگرام می باشد.
دانشمندان از هواژل‌های ساخته شده با سیلیس بر روی یک دستگاه جمع‌کننده که شبیه یک راکت تنیس بزرگ بود در عملیات استارداست استفاده کردند. وظیفه‌ی این دستگاه این بود که ذرات ریز دنباله‌ی ستاره‌ی دنباله دار وایلد ۲ (Comet wild 2) را بدون آسیب زدن به ساختمان ذرات جمع آوری کند. چون این ژل نسبتا شفاف است دانشمندان می‌توانند پس از جمع‌آوری ذرات آنها را شناسایی کرده و استخراج کنند.
ماده مشابهی که قبل از هواژل وجود داشت در واقع ژله خوراکی است. ماده ژلاتینی که در مخلوط ژله وجود دارد در صورت مخلوط شدن پودر ژله و آب گرم منجر به ایجاد یک محلول مایع نرم می‌شود. این محلول سپس سرد شده و پس از سد شدن تبدیل به ماده کشسان با شبکه مولکولی نامنظم می‌شود که این ماده شیمیایی جدید مانند مانند الیاف یک کلاف زبر در هم می‌پیچد. اگر مجددا ژله را گرم کنید در انتها ژله موجود دوباره به پودر اولیه تبدیل خواهد شد.
البته هواژل از ژلاتین ساخته نمی‌شود بلکه بسته به نوع استفاده‌ی مورد نظر می‌تواند از مواد معدنی گوناگونی نظیر سیلیس ساخته شود. سیلس فراوان‌ترین ماده‌ی موجود در پوسته کره زمین است. بر خلاف درست کردن ژله، هواژل در یک چرخه سرمایش و گرمایش تحت فشار ساخته می‌شود که این کار باعث می‌شود بعد از خشک شدن هم ماده شکل اولیه خود را حفظ کند.
هواژل ساخته شده بخش عمده‌اش از هوا است که این کار باعث می‌شود به رغم جامد بودن فوق‌العاده سبک باشد. این ماده را می‌توان به یونولیت یا ماده سبزرنگ مورداستفاده در گلسازی که گل‌های مصنوعی درونش کاشته می‌شود، تشبیه کرد. برای ساخت هواژل دستورالعمل‌های جالبی وجود دارد و می‌توان هواژل‌های گوناگونی ساخت.
گالیوم
به هیچ وجه نباید اجازه داد تا گالیوم با یک گوشی اپل تماس پیدا کند! چون گالیوم در مجاورت با سایر فلزات آلی آنها را تجزیه می‌کند.
اگر پشت بدنه‌ی آلومینیمی گوشی آیفون خراش داشته باشد در مقابل گالیوم بسیار آسیب پذیر خواهد بود چون گالیوم به راحتی درون شبکه فلزی آلومینیم نفوذ می‌کند.
گالیوم فلزی است که در دمای اتاق به حالت مایع است. این ماده جامد براق، خارق‌العاده است. در دمای پایین این ماده به صورت یک جسم ترد و سخت است ولی وقتی در دمای اتاق قرار می‌گیرد تبدیل به یک ماده گِل مانند و براق می‌شود. کاربرد اصلی گالیوم در زمینه ساخت گوشی‌های هوشمند، صنایع هوافضا و صنایع مخابراتی است. با اینکه این ماده در جدول تناوبی ثبت شده است اما در طبیعت به فراوانی یافت نمی‌شود. مقادیر کمی از گالیوم را می‌توان در سنگ معدن قلع یا بوکسیت استخراج کرد که بوکسیت به عنوان اصلی ترین منبع استخراج آلومینیم هم مطرح است. البته این ماده را می‌توان از سایت آمازون هم خریداری کرد که قیمت مقدار کمی از آن حدود ده دلار است.
الیاف نانو الماس
این ماده فیبری از آرایش اتم های کربن به صورت زیگزاگی در کنار هم ساخته می شود و احتمالا سخت ترین و مقاوم ترین ماده ساخته شده به دست بشر تا به این روز است. بر اساس یک تحقیق در سال ۲۰۱۴ مقاومت این مواد حتی از مقاومت الیاف نانو کربنی هم بیشتر است. این ماده به طرز شگفت آوری نازک است ضخامت این ماده فقط به اندازه سه اتم کربن است یعنی حتی از یک تار مو هم نازک‌تر است. چون این ماده به تازگی کشف شده است مسلما بررسی دقیق تر ساختار آن نیاز به تصویرهایی با توان تفکیک بالاتر دارد.
اگر همه فرضیات کنونی در مورد نانوالیاف های الماس درست باشد این مواد از نظر تئوری می‌توانند برای ساختن یک آسانسور از سطح زمین تا فضا استفاده شوند. گزینه‌های دیگر همچون فولاد تحت تاثیر نیروی وزن خود به راحتی خواهند شکست.
همچنین، ویژگی ها و رفتار این ماده قبل از اینکه مورد استفاده تجاری قرار گیرد نیاز به درک و دریافت عمیق تری دارد.
فروفلوئید
ویژگی جالب فروفلوئید‌ها این است که در آن واحد هم رفتارهای مایعات و هم رفتارهای جامدات را دارند.
فروفلوئید مایع مغناطیسی است که شکل های شگفت انگیزی به خود می‌گیرد. این ترکیب از ذرات مغناطیسی شکننده (معمولا آهن) تشکیل شده است مایعی است که پس از قرار گرفتن در میدان مغناطیسی شکل‌های حیرت انگیزی به خود می‌گیرد. حرکت این ماده در میدان مغناطیسی موزون و به نوعی شبیه رقص است. هر ذره منحصر به فرد در فروفلوئید با یک عامل فعال پوشیده شده است که این ماده مانع جذب ناگهانی ذرات مغناطیسی به همدیگر می‌شود.
البته این ذرات مانند آهنرباهای معمولی نیستند. این ذرات جزو موادی دسته بندی می‌شوند که دانشمندان پارامغناطیس می‌نامند. خاصیت ذرات پارامغناطیس این است که وقتی در میدان مغناطیسی قرار می‌گیرند تبدیل به آهنرباهای کوچک می‌شوند که به دور خود چرخیده و به آهنرباهای مجاور می چسبند.
فروفلوئید در سال ۱۹۶۳ توسط دانشمند ناسا استیو پاپل (Steve Pappell) به عنوان نمونه اولیه برای سوخت موشکی ساخته شد که قرار بود فضاپیما را پس از قرار گرفتن در میدان معناطیسی به سمت جلو پیش ببرد.
منبع: اخبار اتساین شاپ
تاکنون مواد شگفت انگیز بسیاری همچون مواد فوق سبک استفاده شده توسط ناسا تا فلزاتی که با دمای دستتان ذوب می‌شوند، کشف شده است. در این مقاله چهار مورد از خاص ترین مواد موجود را معرفی و بررسی می کنیم.
هواژل (Aerogel)
این ماده می‌تواند شاخه گل سرخ را از شعله آتش حفظ کند.
هواژل سبک ترین ماده جامد کشف شده تا به امروز است. این ژل جالب در واقع سبک ترین ماده جامد جهان است. از زمان ساخت این ژل توسط دانشمند امریکایی ساموئل کیستلر (Samuel Kistler)، از این ژل در زمینه های گوناگونی استفاده می‌کنند.
علت جالب بودن این ماده وجود چند ویژگی متناقض به طور هم‌زمان در این ماده است. این ژل سخت بیشتر جرمش از هواست و بنابراین مثل اسفنج خیلی سبک است، البته تفاوت زیادی با اسفنج دارد. در عین حال این ماده برای پس زدن گرما و مقاوت در مقابل عبور گرما خیلی خوب است.
مولکول‌های منحصر به فرد این ماده می‌توانند مانند یک دستکش بیسبال عمل کنند! این مولکول‌ها می‌توانند ذرات ریزی را که با سرعت زیاد در حرکتند بدون آسیب رساندن به ساختار آنها جذب کنند. این ویژگی در انجام پروژه‌ی ناسا موسوم به ماموریت استارداست (Stardust mission) خیلی به کار می‌آمد. هواژل در صنعت هوافضا برای جمع آوری غبارهای قسمت دم یک ستاره دنباله دار کاربرد دارد، سازمان های دولتی برای ساختن چادرهای ضد‌آب و عایق از آن استفاده می‌کنند و همچنین در تولید لباس های عایق گرما که به منظور حفاظت افراد از گرمای زیاد استفاده می‌شود. ناسا از اسم مستعار دود آبی (Blue Smoke) برای این ماده استفاده می‌کند چون این ماده تا حدودی شبیه یک هولوگرام می باشد.
دانشمندان از هواژل‌های ساخته شده با سیلیس بر روی یک دستگاه جمع‌کننده که شبیه یک راکت تنیس بزرگ بود در عملیات استارداست استفاده کردند. وظیفه‌ی این دستگاه این بود که ذرات ریز دنباله‌ی ستاره‌ی دنباله دار وایلد ۲ (Comet wild 2) را بدون آسیب زدن به ساختمان ذرات جمع آوری کند. چون این ژل نسبتا شفاف است دانشمندان می‌توانند پس از جمع‌آوری ذرات آنها را شناسایی کرده و استخراج کنند.
ماده مشابهی که قبل از هواژل وجود داشت در واقع ژله خوراکی است. ماده ژلاتینی که در مخلوط ژله وجود دارد در صورت مخلوط شدن پودر ژله و آب گرم منجر به ایجاد یک محلول مایع نرم می‌شود. این محلول سپس سرد شده و پس از سد شدن تبدیل به ماده کشسان با شبکه مولکولی نامنظم می‌شود که این ماده شیمیایی جدید مانند مانند الیاف یک کلاف زبر در هم می‌پیچد. اگر مجددا ژله را گرم کنید در انتها ژله موجود دوباره به پودر اولیه تبدیل خواهد شد.
البته هواژل از ژلاتین ساخته نمی‌شود بلکه بسته به نوع استفاده‌ی مورد نظر می‌تواند از مواد معدنی گوناگونی نظیر سیلیس ساخته شود. سیلس فراوان‌ترین ماده‌ی موجود در پوسته کره زمین است. بر خلاف درست کردن ژله، هواژل در یک چرخه سرمایش و گرمایش تحت فشار ساخته می‌شود که این کار باعث می‌شود بعد از خشک شدن هم ماده شکل اولیه خود را حفظ کند.
هواژل ساخته شده بخش عمده‌اش از هوا است که این کار باعث می‌شود به رغم جامد بودن فوق‌العاده سبک باشد. این ماده را می‌توان به یونولیت یا ماده سبزرنگ مورداستفاده در گلسازی که گل‌های مصنوعی درونش کاشته می‌شود، تشبیه کرد. برای ساخت هواژل دستورالعمل‌های جالبی وجود دارد و می‌توان هواژل‌های گوناگونی ساخت.
گالیوم
به هیچ وجه نباید اجازه داد تا گالیوم با یک گوشی اپل تماس پیدا کند! چون گالیوم در مجاورت با سایر فلزات آلی آنها را تجزیه می‌کند.
اگر پشت بدنه‌ی آلومینیمی گوشی آیفون خراش داشته باشد در مقابل گالیوم بسیار آسیب پذیر خواهد بود چون گالیوم به راحتی درون شبکه فلزی آلومینیم نفوذ می‌کند.
گالیوم فلزی است که در دمای اتاق به حالت مایع است. این ماده جامد براق، خارق‌العاده است. در دمای پایین این ماده به صورت یک جسم ترد و سخت است ولی وقتی در دمای اتاق قرار می‌گیرد تبدیل به یک ماده گِل مانند و براق می‌شود. کاربرد اصلی گالیوم در زمینه ساخت گوشی‌های هوشمند، صنایع هوافضا و صنایع مخابراتی است. با اینکه این ماده در جدول تناوبی ثبت شده است اما در طبیعت به فراوانی یافت نمی‌شود. مقادیر کمی از گالیوم را می‌توان در سنگ معدن قلع یا بوکسیت استخراج کرد که بوکسیت به عنوان اصلی ترین منبع استخراج آلومینیم هم مطرح است. البته این ماده را می‌توان از سایت آمازون هم خریداری کرد که قیمت مقدار کمی از آن حدود ده دلار است.
الیاف نانو الماس
این ماده فیبری از آرایش اتم های کربن به صورت زیگزاگی در کنار هم ساخته می شود و احتمالا سخت ترین و مقاوم ترین ماده ساخته شده به دست بشر تا به این روز است. بر اساس یک تحقیق در سال ۲۰۱۴ مقاومت این مواد حتی از مقاومت الیاف نانو کربنی هم بیشتر است. این ماده به طرز شگفت آوری نازک است ضخامت این ماده فقط به اندازه سه اتم کربن است یعنی حتی از یک تار مو هم نازک‌تر است. چون این ماده به تازگی کشف شده است مسلما بررسی دقیق تر ساختار آن نیاز به تصویرهایی با توان تفکیک بالاتر دارد.
اگر همه فرضیات کنونی در مورد نانوالیاف های الماس درست باشد این مواد از نظر تئوری می‌توانند برای ساختن یک آسانسور از سطح زمین تا فضا استفاده شوند. گزینه‌های دیگر همچون فولاد تحت تاثیر نیروی وزن خود به راحتی خواهند شکست.
همچنین، ویژگی ها و رفتار این ماده قبل از اینکه مورد استفاده تجاری قرار گیرد نیاز به درک و دریافت عمیق تری دارد.
فروفلوئید
ویژگی جالب فروفلوئید‌ها این است که در آن واحد هم رفتارهای مایعات و هم رفتارهای جامدات را دارند.
فروفلوئید مایع مغناطیسی است که شکل های شگفت انگیزی به خود می‌گیرد. این ترکیب از ذرات مغناطیسی شکننده (معمولا آهن) تشکیل شده است مایعی است که پس از قرار گرفتن در میدان مغناطیسی شکل‌های حیرت انگیزی به خود می‌گیرد. حرکت این ماده در میدان مغناطیسی موزون و به نوعی شبیه رقص است. هر ذره منحصر به فرد در فروفلوئید با یک عامل فعال پوشیده شده است که این ماده مانع جذب ناگهانی ذرات مغناطیسی به همدیگر می‌شود.
البته این ذرات مانند آهنرباهای معمولی نیستند. این ذرات جزو موادی دسته بندی می‌شوند که دانشمندان پارامغناطیس می‌نامند. خاصیت ذرات پارامغناطیس این است که وقتی در میدان مغناطیسی قرار می‌گیرند تبدیل به آهنرباهای کوچک می‌شوند که به دور خود چرخیده و به آهنرباهای مجاور می چسبند.
فروفلوئید در سال ۱۹۶۳ توسط دانشمند ناسا استیو پاپل (Steve Pappell) به عنوان نمونه اولیه برای سوخت موشکی ساخته شد که قرار بود فضاپیما را پس از قرار گرفتن در میدان معناطیسی به سمت جلو پیش ببرد.
منبع: اخبار اتساین شاپ