Dele:
Topp 10 overraskende nye bruksområder for skum
I laboratorier er skum ikke skummet som gjør øl ser skarp ut. Skiller seg som geler, faste stoffer og til og med på kvante nivå, er øremerket for å forbedre menneskers liv på bemerkelsesverdige måter.
Dette fleksible stoffet gis innovasjon i kamp, operasjonsteater og robotikk. Det fremmer også et tryggere miljø for publikum. På sitt mest bisarre ligger skum i hjertet av et mysterium som stiller spørsmål om selve virkeligheten.
10 Dypere undersjøisk undersøkelse
De fleste biler, skip og fly inneholder noe som kalles syntaktisk skum. Materialet er kjent for å være lett, tøft og flytende. Dette gjør syntaktiske deler perfekt for ubåter, bortsett fra en ting. De tummerer fra sprøytestøpeformer, ettersom mindre deler må festes sammen, og enhver form for søm er sårbar for fiasko.
I 2018 fant forskerne at 3-D-utskrift ville løse dette ved å skrive hele delen i stedet for seksjoner. Det var ikke lett. Syntaktisk skum består av milliarder hule mikrosfærer, laget av glass eller keramikk, inne i plastharpiks.
I begynnelsen ble de enten knust under blanding av harpiksen, eller de tette på skriverens dyse. Suksessen kom da laget endret seg til en annen plastharpiks og erstattet kulene med fly av asken. Blanding av de to ingrediensene tok stor kontroll fordi ballene fortsatt kunne flate. Men til slutt virket ideen.
Ved å bruke kommersielt tilgjengelige skrivere ble de første intakte syntaktiske skumdelene født. Dette gjelder spesiell appell for dybhavs ubåter. Produsenter kan nå underholde ideen om å skrive ut massive deler som en enkelt enhet, noe som gjør at ubåtene kan modige trykket på dykking dypere enn tidligere.
9 asbest-spising skum
På en gang var asbest det materialet av valget til ildfaste bygninger. Laget av magnesium og silisiumoksyder, det var både flammehemmende og holdt gips fra å falle av veggene.
Når sannheten oppdaget at asbest var et kraftig kreftfremkallende stoff, hadde det vært i bruk i flere tiår og i stor grad installert i hjem, kontorer og skoler. Fjerning av materialet tok tid og en dyp lommebok. Verre, når asbest blir revet fra en vegg, kan noen fibre flyte rundt i luften og innåndes.
I de senere årene har et flammefjernsynsfirma i Florida kommet opp med en løsning. De opprettet et spesielt skum laget av fluorider og syrer. Når det injiseres i en vegg, brøt kjemisk skum ned asbestfibre i et ufarlig silikat. Ikke bare sparer villaeieren kostnaden for en ny vegg og mulig sykdom, men materialet som ligger bak, forblir brannbestandig.
8 Første Lydisolerende Nanofoam
Når russerne og koreanene kommer sammen, blir det interessant. I dette tilfellet pisket forskerne verdens første lydabsorberende nanofoam. Det kan ikke virke som mye, men dette banebrytende materialet kunne redde liv.
Å bruke skum som støyblokker er ikke noe nytt. Dessverre blokkerte tidligere forsøk bare høye frekvenser, og det er det nedre området som er skadelig for mennesker. Lavfrekvenser som infralyd kan føre til skummelt helseproblemer.
Det nye nanofoamet er det nærmeste som forskere har kommet for å nøytralisere det lavere spektrum. Den absorberte frekvenser så lave som 0,5-1,6 kHz. Forskere tok ark av dagligdags lydabsorberende skum og injiserte hver med mikroskopiske granulater av silika og magnetitt. De siste trinnene omfattet bløting av arkene i flytende nanopulver og utførelse av ultralydbehandling før de ble tørket.
Det resulterende materialet lignet de brukte aerogels, men billigere og mer brukervennlig. Fremtiden for nanofoam er rettet mot en dag som bidrar til å absorbere store mengder støy i et gitt område - fra innsiden av en bil til et helt nabolag.
7 gull som flyter
I 2015 tok sveitsiske forskere edle metaller til et bisarrt nytt nivå - de forvandlet gull til skum. Små fibre kalt amyloidfibriller ble høstet fra melkeproteiner og blandet inn i en gulloppløsning. Resultatet var en masse som ligner et kryss mellom strenger og gel.
Lufttørking skadet den delikate strukturen, men det endelige trinnet møttes til slutt med suksess da forskerne fant ut hvordan man suger massen med et karbondioksidbad. Gullskummet besto av 98 prosent luft, noe som gjør det mulig å flyte på vann.
Det skiller seg ikke fra normalt gull, det kan også være det neste skrittet for metallet i smykker. Siden skummet er tusen ganger lettere enn noe gulllegering, kan en gullsmeder forme det ønskede stykket for hånd.
Den rette fargen gjør også noe gull mer ønsket av publikum enn andre. Skummets produksjonsprosess kan justeres for å justere gullets utseende. Spesielt når reaksjonsforholdene endres, blir det edle metallet mørkt rødt.
6 Vendebiler i skum
Når man vurderer hvordan biler forurenser verden, tenker de fleste bare på eksosgasser. Imidlertid bidrar biler som er skrapt fra tjeneste årlig til millioner av tonn avfall til planeten.
Spesielt er to typer plast vanskelig å reprosessere. Resirkulert polykarbonat (PC) og polyuretan (PUR) trenger en kompleks kjemisk behandling som ofte ikke er verdt trøbbel.
I 2017 fant forskerne en ny måte å resirkulere bilens plastdeler, inkludert PC og PUR. Ved hjelp av kokosnøttolje og mikrobølger viste forskerne disse delene i et universalskum.
I første omgang ble plasten gjenvunnet som avfall til en brukbar form og deretter fusjonert med eksisterende skum. Tidligere forsøk gjorde det skiftede skumet sprøtt, men den kokosnøttede plast hadde ingen slik bivirkning. Det nye skummet var stabilt og mer brannbestandig.
Denne resirkuleringsprosessen gjorde to store kilder til plastavfall til noe med mange nye bruksområder. Alt fra det dagligdagse til komplekset, kan skummet pudder eller brukes som isolasjon i bygg- og bilindustrien.
5 Bullet-Resistant Foam
Afsaneh Rabiei, professor i mekanisk og romfartsteknikk, hadde en spesiell kjærlighet til komposittmetallskum (CMF). Etter å ha brukt år på å utvikle denne uvanlige linjen av skumfamilien, annonserte Rabiei noen av sine mest bemerkelsesverdige kvaliteter i 2015.
For det ene er materialet ikke redd for en rustningspierk. Under forsøk smadret flere kuler mot støv mot skummet. Da det er mye lettere enn metallbelegg, tilbyr det soldater og kampsone-kjøretøy mer manøvrerbarhet og beskyttelse.
En annen evne gjør CMFs kjære til alle som hater ild fordi de tåler uhellige temperaturer. I tillegg er CMFer spesielt gode for å blokkere farlige stråler, inkludert nøytronstråling, gammastråler og røntgenstråler. Dette gjør metallskum perfekt for romferie eller slokking av kjernefysisk avfall sikkert fra ett sted til et annet.
4 indre bandasje
Forsvaret Advanced Research Projects Agency (DARPA) er kjent for å oppfatte virkelig god teknologi, men injiserer store mengder skum i magen til en såret soldat? Det er akkurat hva DARPA kom opp med (minus soldaten).
Ved å bruke det nest beste, tok forskerne svin og vurderte skumets fremtid som et verktøy for medikere på slagmarken. I feltet er intern blødning dødelig. Det trenger behandling så snart som mulig. Men ofte kan kampsoldater ikke komme til operasjonstabellen i noen tid.
DARPAs skum injiseres som to væsker, og når de blandes, svulmer den resulterende hybridpolymeren 30 ganger i volum. Mens det er sopp, klemmer skummet tett organer og vev før herding. Denne tetningseffekten reduserer hastigheten på abdominal blødning. Tilstedeværelsen av overflødig blod påvirker ikke hvordan skum oppfører seg, heller.
Fjerning krever bare et snitt, og ca. et minutt senere ble grisen skumfri. Prosedyren spiste dramatisk dyrets overlevelse, og håper at skummet kunne holde menneskelige pasienter i live lenge nok til å nå sykehuset.
3 roboter med smeltende muskler
Det er en grunn til at kirurger, ingeniører og DARPA drømmer om squishy roboter. Shift-maskiner kan klemme seg inn i stramme flekker og gå dypt inn i ruskene i en katastrofe eller bak en menneskelig lever.
I 2014 klarte forskere ved MIT å lage en "muskel". Oppdagelsen er utgangspunktet for kunstig fingerfarge som en dag kan konkurrere med den naturlige fleksibiliteten til en blekksprut.
Utrolig, dette store trinnet ble oppnådd ved å bruke materialer som alle kan trekke av en håndverksbutikk sokkel-polyuretanskum og voks. Ingeniørene plasserte et skumgitter i en beholder med smeltet voks. Ledninger kjørte en elektrisk strøm gjennom gitteret og smeltet voksen. Dette førte til at robotmuskelen ble mykere.
For å returnere den til en herdet tilstand ble strømmen bare slått av og voksen fikk avkjøles. Fremtidig utvikling av oppfinnelsen kan erstatte voksen med robotvæsker som skifter mellom faststoff og væske under påvirkning av magnetfelter eller elektriske strømmer.
2 Et arbeidende hjerte
I 2015 snublet en bemerkelsesverdig ting fra en 3-D-skriver på Cornell University. Det var et kunstig menneskelig hjerte laget av minne skum kalt poroelastisk eller elastomerisk skum. Det som gjør denne syntetiske tickeren bemerkelsesverdig er at den pumper som den virkelige avtalen.
Den kardiovaskulære enheten virker med intuitiv følsomhet for biologisk trykk og væskestrømmer - alt takket være det elastiske skumdekselet. Effektiv blodsirkulasjon er ikke den eneste dyden til dette jordbærformede miraklet. I tillegg til 3-D-skriveren ble hjertet formet med en gjenbrukbar form - en økonomisk fordel.
Skulle skumhjertet noen gang bli patentert og gjøre det til operasjonen, kan det gjøre hjerteoverføringer en rimelig prosedyre.
1 Stoff av Space Mystery
Det er bevis på at den sanne realiteten i rommet er en kaotisk skum. Fysikere kaller disse partiklene "romskum." Sannheten blir fortalt, ingen har faktisk sett romskum fordi den er for liten og eksisterer for tiden som teoretiske partikler.
Space skum ble spådd i 1947 av nederlandske fysikere som foreslo at det kunne bli observert av kraften det utøvde på to metallplater. Partikler skaper bølger. Hvis romskum var ekte, kunne det bare eksistere korte bølger mellom platene og til slutt bli knust av lenger, kraftigere bølger presset metallet fra utsiden. Denne såkalte "Casimir Effect" ble sett for første gang i 1997.
Imidlertid er kvanteverden sjelden så enkel. En annen test timet to fotoner utvist fra en stjernel eksplosjon. Hvis romskum eksisterer, vil dens tetthet redusere en ned og forhindre at begge kommer fra et bestemt punkt.
Flere studier av eksplosjoner hadde forskjellige resultater. Noen ganger kom fotoner sammen, og andre ganger vant man løpet. Det var som romskum dukket opp for ett forsøk, og så gikk det helt mangler for det neste. Skulle dette skumet bli bekreftet, ville det ikke bare endre hvordan forskerne ser selve stoffet i rommet, men også det som er av virkeligheten.