Supermateriály, ktoré zmenia našu budúcnosť

Vý­voj ve­dy aj tech­no­ló­gií nap­re­du­je mí­ľo­vý­mi krok­mi a my len s úža­som sle­du­je­me ich pok­rok. Poz­ri­te sa s na­mi na šty­ri su­per­ma­te­riá­ly, kto­rých vlas­tnos­ti už čos­ko­ro zme­nia náš ži­vot.

Sa­mo­lie­čia­ce plas­ty

Illi­nois­kým vý­skum­ní­kom pod ve­de­ním pro­fe­so­ra Scot­ta Whi­ta sa po­da­ri­lo vy­vi­núť plast so schop­nos­ťou sa­mo­re­ge­ne­rá­cie. Do­te­raz bo­li zná­me iba ma­te­riá­ly, kto­ré do­ká­za­li za­ce­liť len drob­né mik­ros­ko­pic­ké trhli­ny, ale ten­to no­vý plast vie vy­pl­niť pras­kli­ny vo veľ­kos­ti nie­koľ­kých mi­li­met­rov. Re­ge­ne­rač­né schop­nos­ti plas­tu sa od­ví­ja­jú od pou­ži­tia špe­ciál­ne­ho zlo­že­nia zmen­šu­jú­cich sa vlá­kien, vďa­ka kto­rým sa vý­skum­ní­kom po­da­ri­lo vy­tvo­riť ma­te­riá­ly so sie­ťou ka­pi­lár, in­špi­ro­va­né bio­lo­gic­ký­mi obe­ho­vý­mi sys­té­ma­mi. Ak te­da dôj­de k poš­ko­de­niu, dve su­se­dia­ce pa­ra­lel­né ka­pi­lá­ry, pl­né re­ge­ne­rač­ných che­mic­kých lá­tok, za­čnú uvoľ­ňo­vať svoj ob­sah. Po tom, čo sa kva­pa­li­ny pre­mie­ša­jú, vznik­ne gél, kto­rý sa prek­le­nie cez me­dze­ru spô­so­be­nú poš­ko­de­ním a tú­to trhli­nu vy­pl­ní.

Ta­ké­to schop­nos­ti sa­mo­re­ge­ne­rá­cie by sa moh­li stať ob­rov­ským prí­no­som aj pre bež­né pro­duk­ty. Mož­no ste už za­re­gis­tro­va­li smar­tfó­ny so sa­moop­ra­vi­tel­ným plas­to­vým kry­tom, kto­rý do­ká­že za­ce­liť škra­ban­ce do de­sia­tich se­kúnd. Ale čo tak roz­bi­tý ná­raz­ník au­ta, kto­rý sa sám op­ra­ví v prie­be­hu nie­koľ­kých mi­nút od ne­ho­dy?

Ter­moe­lek­tric­ké ma­te­riá­ly

S nee­fek­tív­nym mr­ha­ním ener­gie sa stre­tá­va­me vša­de na­vô­kol – ne­vyu­ži­té tep­lo sá­la­jú­ce z no­te­boo­kov, z roz­pá­le­nej ka­po­ty au­ta či vý­fu­ko­vé ply­ny z vo­zi­diel. Nas­le­du­jú­ce ro­ky by sa ma­li niesť v zna­me­ní roz­ší­re­nia lac­ných ter­moe­lek­tric­kých ma­te­riá­lov, kto­ré by zvý­ši­li ich efek­ti­vi­tu a vďa­ka nim by účin­nosť moh­la vzrásť až do 20 %. Reč je o ma­te­riá­li s náz­vom sku­te­ru­dit, kto­rý je vý­bor­ným vo­di­čom elek­tric­kej ener­gie. Ta­ké­to vy­so­ko účin­né ter­moe­lek­tric­ké me­ni­če by tak moh­li pre­me­niť pre­by­tok te­pel­nej ener­gie na elek­tri­nu, kto­rú by moh­li vo­zid­lá vy­užiť na na­bí­ja­nie ba­té­rií. Ved­ci zo spo­loč­nos­ti Al­pha­bet Ener­gy tvr­dia, že ta­ký­to lac­ný ter­moe­lek­tric­ký ge­ne­rá­tor mô­žu vý­rob­co­via auto­mo­bi­lov jed­no­du­cho za­po­jiť na vý­fu­ko­vé pot­ru­bie a zhro­maž­ďo­vať tak ne­vyu­ži­té tep­lo, kto­ré sa nás­led­ne pre­me­ní na elek­tric­kú ener­giu.

Pe­rov­skit

Pos­led­né dva ro­ky pri­nies­li sku­toč­ný prev­rat. Ob­ja­vil sa to­tiž ma­te­riál, kto­rý mô­že vý­raz­ne zní­žiť ce­nu vý­ro­by elek­tri­ny zo sl­neč­nej ener­gie. Pe­rov­skit ne­pot­re­bu­je na svo­ju pre­vádz­ku kva­pa­li­nu a svo­jou účin­nos­ťou sa do­ká­že vy­rov­nať kre­mí­ko­vým so­lár­nym pa­ne­lom. Je­ho vý­ro­ba sa za­obí­de aj bez ďal­ších špe­ciál­nych a ne­dos­tat­ko­vých ma­te­riá­lov. Rov­na­ko je aj je­ho ce­na veľ­mi priaz­ni­vá. Účin­nosť ta­ké­ho­to fo­to­vol­tic­ké­ho člán­ku s pe­rov­ski­to­vým nás­tre­kom vraj v blíz­kom ča­se do­siah­ne až 25 %.

Aero­gél

Pos­led­ný su­per­ma­te­riál je aero­gél. Ten­to ma­te­riál je vý­bor­ný te­pel­ný izo­lant s vy­so­kou te­pel­nou (až do 1200 °C), ako aj tla­ko­vou od­ol­nos­ťou (až 2000-ná­so­bok je­ho hmot­nos­ti). Ho­ci ide o gél, na­mies­to kva­pa­li­ny je vy­pl­ne­ný vzdu­chom, no pri sty­ku s vo­dou sa zno­va me­ní na gél s vy­so­kou kreh­kos­ťou.