Без долгого вступления представляем вашему вниманию 12 веществ, которые ломают известные человечеству законы физики. После прочтения этой статьи вы четко осознаете, что мир полон загадок и невероятных вещей, и что фантастические фильмы когда-то могут перестать казаться таковыми.
- Полимер “Терминатор”, который восстанавливает сам себя
- Материал Vantablack, кажущийся нам абсолютной тьмой
- Краска Line X, придающая прочности материалам
- Графен – самый прочный материал на Земле
- Starlight – материал, позволяющий не испытывать на себе влияние высоких температур
- Аэрогели – гели, в которых жидкая фаза замещена газообразной
- Сплав никеля и титана – никелид титана
- Ферромагнитная жидкость
- Металл, который плавится в руке – Галлий
- Гелий-2 и новое явление – сверхтекучесть
- Супер переохлажденный рубидий
Полимер “Терминатор”, который восстанавливает сам себя
Начнём с самого необычного полимера под названием “Терминатор”. Если вспомнить сюжет второй части одноименного фильма, станет понятно, почему это вещество так называется. Полимер может снова стать цельным, если разделить его на несколько частей. Похожими свойствами обладает другой материал – самовосстанавливающийся пластик. Стоит ему оказаться в условиях комнатной температуры, разорванные атомные связи восстанавливаются. Так происходит в 97% случаев. Эти чудеса творят ароматические сульфиды, входящие в состав такого пластика.
Материал Vantablack, кажущийся нам абсолютной тьмой
А вот ещё одно чудо – материал vantablack, самое чёрное вещество на земле. Эта необычная субстанция состоит из вертикально ориентированных массивов углеводородных нанотрубок. Такие трубки искусственно выращиваются на алюминиевой фольге. При низких температурах они настолько плотно составлены вместе, что отражают лишь мизерные 0,035 % света, а 99,965% падающего на него излучения поглощают, поэтому vantablack настолько чёрный. Из-за этого свойства мы воспринимаем этот материал так, будто это просто черное пятно. Наложенное видеоредакторе предмет, выполненный из него, не кажется объёмным – вместо него мы видим загадочную темную дыру или просто черное пятно. На этом сверх черном веществе мы также не увидим никаких складок, даже если материал сильно скомкать. Человеческий глаз это не распознаёт.
Краска Line X, придающая прочности материалам
Ещё одна уникальная штука – LINE X. Это краска, которая делает вещи более прочными. Материал LINE X создает длинные полимеры, которые соединяются с поверхностью объекта и образуют плотный слой из пластика. Взгляните на эти обыкновенные пластиковые стаканчики после покрытия LINE X! Даже вес такого здоровенного дядьки им нипочём:
Графен – самый прочный материал на Земле
Самым прочным материалом на Земле является графен. Он в 30 раз прочнее стали! Лист графена площадью в 1 м2 и толщиной всего лишь в один атом способен удерживать предмет массой 4 кг. Графен как салфетку можно сгибать, сворачивать растягивать. Углерод имеет множество аллотропов. Некоторые из них, например, алмаз и графит, известны давно, в то время как другие открыты относительно недавно – 10-15 лет назад. Графен был найден Константином Новосёловым и Андреем Геймом, работающими в университете Манчестера, за что русские ученые были удостоены Нобелевской премии. А получили они его очень просто – отшелушиванием обычного графита с помощью скотча, пока не получили слой толщиной всего в один атом.
Starlight – материал, позволяющий не испытывать на себе влияние высоких температур
Следующий в нашем списке – загадочный материал Starlight. Покрытое starlight-том яйцо оказалось целым и жидким даже после того, как было разогрето до температуры 1 500 С. Позже пресс-секретарь НАСА подтвердил, что starlight не фейк. Он имеет неограниченные возможности для использования. Увы, до массового применения дело так и не дошло. Изобретатель владел исключительными правами на материал и в 2011 году унёс секрет изготовления с собой в могилу.
Аэрогели – гели, в которых жидкая фаза замещена газообразной
Ещё есть особый класс материалов под названием “Аэрогели”. По сути, это гель, в котором жидкая фаза полностью замещена газообразной. Его часто называют замороженным газом. Являясь твердым веществом, аэрогели могут на 98,8% состоять из воздуха. При этом этот материал суперпрочный – он выдерживает вес, превышающий его собственный, в 4000 раз. Изобрёл это необыкновенное вещество американский химик Стивен Кистлер. Представьте, ещё в 1931 году (без малого 90 лет назад) он опубликовал в журнале Nature результаты своих первых поразительных опытов. Позже, в 60-х годах, об Аэрогелях заговорили более активно. Обладая крайне малой плотностью, аэрогель имеет супер низкую теплопроводность, а ещё он очень лёгкий – 150 блоков размером с кирпич имеют вес, равный 4,5 литрам воды. Ещё Аэрогель обладает уникальными супер изоляционными свойствами. Например, вот этот тонкий пласт может защитить цветок от открытого огня:
Самая обширная область применения аэрогеля – космос. Он активно используется аэрокосмическими агентствами как теплоизолятор.
Сплав никеля и титана – никелид титана
А вот материал который тоже любит тепло. Нитинол или никелид титана – сплав никеля и титана, который обладает весьма необычными свойствами. Это вещество умеет запоминать свою первоначальную форму и возвращаться к ней после деформации. Эффект достигается за счёт нагрева сплава до температуры 650 C. Материалу придает необходимую форму, в то время как его молекулярная решетка запоминает свою структуру. Даже если потом решетка деформируется, она возвращается в своё исходное состояние – для этого необходимо нагреть нитинол примерно до 50 С. Вот эта проволока вернулась в прежнюю форму оказавшись тёплой воде:
Температура нагрева зависит от марки сплава.
Ферромагнитная жидкость
Создал ферромагнитную жидкость в 1963 году сотрудник НАСА Стив Папелл. Учёный должен был решить важную задачу – заставить жидкость в топливном баке космического корабля подходить к отверстию, из которого насос перекачивал топливо в камеру сгорания. Так Папеллу пришла в голову идея добавить в жидкость какую-нибудь магнитную субстанцию. Ферромагнитная жидкость состоит из сверхтонких магнитных частиц. Обычно это железо. Когда жидкость попадает под воздействие магнитного поля, она начинает выдавать причудливые кульбиты и образовывать удивительные структуры. Они называются феррофлюидами. Каждую такую частицу покрывает поверхностно активное вещество, которое не позволяет им слипаться. По сути, ферромагнитная жидкость – это коллоидный раствор, вещество, которое сочетает в себе свойства более одного состояния материи (в данном случае – жидкости и твёрдого металла). Ферромагнитная жидкость обладает низким коэффициентом трения. В контакте с твердым телом оно также может проникать внутрь маленьких объектов и смачивать практически любые поверхности.
Металл, который плавится в руке – Галлий
Галлий – это металл, который приходить в жидкое состояние при температуре 29С. То есть, взяв его в руку, через несколько секунд вы обнаружите в ладони теплую лужицу. Этот металл весьма похож на ртуть. Удивительно то, что, если поместить кусок Галлия в стакан горячей жидкостью, он растворится прямо у вас на глазах. Другим свойством Галлия является особое воздействие на алюминий – в контакте с ним тот становиться крайне хрупким и ломким. Но есть от Галлия и польза – его иногда используют в термометрах.
Гелий-2 и новое явление – сверхтекучесть
Сам по себе Гелий уже уникален. Это единственный газ, который сжижается при самой низкой температуре в -269С. И ещё, при дальнейшем охлаждении он сохраняет жидкое состояние, хотя все остальные вещества на Земле становятся твердыми. Но и это ещё не все. В 1937 году известный советский учёный Пётр Леонидович Капица провел несколько интересных экспериментов. Они показали, что при температуре ниже -271С жидкий гелий приобретает способность течь без какого-либо трения. Это явление было названо сверхтекучестью. Например, если взять микроскопическую щель, в которую вода будет протекать долгие годы, гелий пройдет через нее за считанные секунды. Это удивительное вещество получило название Гелий-2. Другая сверхспособность гелия-2 – быстро образовывать пленки на твердой поверхности. Пленки любой обычной жидкости совсем тонкие и медленно распространяются по поверхности из-за сильной вязкости. У гелий-2 вязкости вообще нет, поэтому этот процесс протекает в сотни раз быстрее. Примерная скорость – 20 см в секунду.
Супер переохлажденный рубидий
А теперь посмотрите на вещество, которое называется супер переохлажденный Рубидий. Оно наглядней всех нарушает законы физики, а конкретно – второй закон Ньютона о движении. Например, если толкнуть дверь вперёд, она будет двигаться именно вперёд. Но что происходит с супер переохлажденным рубидием? Охлаждаясь до абсолютного нуля, рубидий ведет себя как вещество с отрицательной массой. Если применить к нему силу, он, вопреки закону Ньютона, начнёт двигаться в направлении противоположном.
А теперь – самое удивительное вещество, которое никто так до сих пор и не щупал. Это эфир. До эпохи Эйнштейна эфир рассматривался как физическое явление. Например, Никола Тесла видел в эфире огромный потенциал. Также его существование было доказано в опытах Дейтона Миллера еще в 30-х годах. Американский ученый экспериментально зафиксировал эфирный ветер световых волн, чем сделал несостоятельными эксперименты Майкельсона Морли. Они вроде как доказывали постоянство скорости света, на которое и опирается теория Эйнштейна. Миллер в письмах сообщил Эйнштейну о результатах своего 24-летнего труда, который подтверждал наличие эфирного ветра, а значит и самого эфира, но Эйнштейн эту информацию проигнорировал, ведь она вошла вразрез с его идеями. Неудивительно, что после смерти Миллера о его работы больше никогда не появлялись в каких-либо научных источниках.
