Spravodajský portál pre modernú generáciu, ktorá sa zaujíma o aktuálne dianie.
Zaujíma ťa aktuálne dianie? Správy z domova aj zo sveta nájdeš na spravodajskom webe. Čítaj reportáže, rozhovory aj komentáre z rôznych oblastí. Sleduj Refresher News, ak chceš byť v obraze.
Kliknutím na tlačidlo ťa presmerujeme na news.refresher.sk
22. októbra 2016, 12:10
Čas čítania 0:00
Matúš Majer

Dokonalý aerogél či kov schopný pamätať si. Fascinujúce látky, ktoré napohľad popierajú všetky zákony fyziky

ZAUJÍMAVOSTI
Uložiť Uložené

Môžeš sa pozerať aj hodiny. A nepochopíš.

Veda nepochybne skrýva nesmierny zoznam tajomstiev a fascinujúcich vecí, od bežných udalostí až po zriedkavé, doslova očarujúce javy. Práve vedci sú tými, ktorí majú túto mágiu prírody pod palcom a zastávajú úlohu akýchsi čarodejníkov pre nás nepreskúmanej oblasti vedy. No pritom ostávajú bežnými ľuďmi a vďaka svojim vedomostiam či vybaveniu často robia na pohľad neuveriteľné veci. Okrem iného bádajú a vyrábajú množstvo prekvapujúco zaujímavých materiálov, na ktoré stačí len jediný pohľad, aby ti ústa zostali otvorené. Vďaka tomu ľudstvo posúva svoje vedomostné kapacity ďalej a nás má v živote stále čo prekvapiť.

Hydrofóbne materiály

Ak je niečo hydrofóbne, znamená to, že odpudzuje vodu. Ak sa tak už nestalo skôr, po tomto ti teda určite dopne, o čom bude reč. Asi najznámejším hydrofóbnym materiálom v bežných domácnostiach je teflón - je to jedna z látok, ktorej povrch sa skrátka s vodou veľmi nekamaráti, nie však až v takom množstve, aby z tvojej panvice doslova odskakovali kvapky vody. Pri teflóne sa prilepia tak, aby pokrývali čo najmenší povrch, no pritom brali do úvahy gravitáciu; a odmietajú sa pohnúť, až kým panvicu naozaj poriadne nenahneš - často je to až okolo osemdesiatich stupňov.

Hydrofóbny materiál si môžeš vytvoriť aj doma, budeš sa však musieť spoľahnúť na chemikálie, ktorých účinnosť sa po čase vytráca. Minulý rok sa vedcom z Rochesterskej univerzity podarilo vytvoriť permanentne hydrofóbny materiál tak intenzívny, že sa doslova sám čistí. Laserom s mimoriadne krátkou dobou žiarenia (konkrétne išlo o jednu femtosekundu, čiže miliontinu z milarditiny sekundy) dokázali povrch materiálu narušiť tak, aby vodu odpudzoval, no pritom pre svoj účel ostal nepoškodený. Zatiaľ to však funguje len pri niektorých kovoch - množstvu látok sa rozpadá molekulárna štruktúra a celé žiarenie je tak zbytočné.

Dokonalý aerogél či kov schopný pamätať si. Fascinujúce látky, ktoré napohľad popierajú všetky zákony fyziky
Zdroj: wikimedia | MaximBor

Plyn, na ktorom objekty plávajú ako na vode

Z hodín fyziky vieme, že každá látka, nech je to absolútne čokoľvek, má nejaké fyzikálne vlastnosti. Medzi tie základnejšie patrí napríklad hustota alebo ako veľmi je to ťažké v pomere k tomu, koľko toho je. Kameň hodený do vody klesá, lebo podobne veľký objem vody by bol ľahší, čiže mal menšiu hustotu, inými slovami je kameň ťažší ako rovnaký priestor zaberajúca voda. To je naozaj jednoduché, no vo svete vedy existujú aj extrémne prípady. Z bežného života vieme, že existujú veci ľahšie i ťažšie ako voda, no napríklad taký vzduch viac-menej vždy zachováva svoju neutralitu v podobe všeobecne najľahšieho plynného skupenstva. Nie všetky plyny sú však také - ideálnym, a zatiaľ jediným dostupným príkladom je fluorid sírový (SF6). Ten je približne päťkrát ťažší ako vzduch. Hélium mení hlas na vysoký tým, že je výrazne ľahší ako vzduch. Po vdýchnutí fluoridu sírového, ktorý je omnoho ťažší, by si znel hrubo ako Darth Vader. To však nie je to najfascinujúcejšie - tým, že je tak ťažký, tak ak je ho dostatok a hodíš naňho niečo ľahké, bude sa to vznášať. Na pohľad levitovať. Absolútne dokonalé.

Kov, ktorý si pamätá

Prekonať latku, ktorú nastavil ťažký fluorid sírový nebude ľahké, no aj tak sa o to pokúsime. A to predstavením nitinolu, kovu s pamäťou. Ide o zliatinu niklu a titánu (NiTi). Spolu tieto prvky vytvárajú dve špeciálne vlastnosti - superelasticitu, teda sa to dá pekne a ľahko ohýbať, a tvarovú pamäť. To je tá zaujímavejšia z dvojice - ak napríklad ohneš nitinolový drôt, vráti sa späť do pôvodnej polohy. Dôvod toho je pomerne zložitý - nikel aj titán majú väčšinu elektrónov na vnútorných vrstvách (atóm má vrstvy, na ktorých elektróny obiehajú okolo jadra), čiže je tam všetko akosi bližšie pri sebe, a tým pádom viac náchylnejšie vydať väčšie množstvo energie, napríklad pri trení. Ak teda nitinolový drôt ohneš, poriadne sa zahreje, vďaka čomu sa aj ľahko deformuje. Vychýlenie sa však prejaví na rýchlosti či dráhe elektrónov, a akonáhle je to možné, vrátia sa do pôvodnej polohy, kde sú v súlade so všetkými silami, keď pominie teplo. Čiže ak drôt rýchlo hodíme do vody, dá sa do pôvodnej polohy. Dokonca aj keď je maximálne zauzlený.

Aerogél alebo dokonalá látka

Svet je plný paradoxov, jedným z mnohých objavujúcich sa vo vede je obdarený aj aerogél, stelesnenie slova zvláštne. Vyrába sa z oxidu kremičitého (SiO2), teda z piesku, alebo z toho, z čoho sa vyrába sklo. Aerogél však obsahuje 99,8% vzduchu. Ak si uvedomíme, že hmota v atóme tvorí asi len miliontinu obsahu, s čistým svedomím môžeme povedať, že aerogél vlastne ani nie je. Napriek tomu je však extrémne tvrdý, len jeden gram aerogélu dokáže udržať vyše kilogram. Ak ho hodíš o stenu, kúpiť si budeš musieť novú omietku, nie aerogél. A aj napriek tomu ho dokážeš prelomiť v rukách. Jeho tepelná izolácia dosahuje úžasných hodnôt - akokoľvek dlho naňho budeš žiariť letlampou, stále ho môžeš z druhej strany bez popálenia držať, aj keď by nebol hrubý viac než pár milimetrov. Vytvorila ho NASA pre izolovanie rakiet a vyrába sa v extrémnych podmienkach. Jeho jedinou slabinou je voda, pri styku s ňou sa mení späť na nezáživnú gélovitú hmotu. Aj napriek tomu má však 15 zápisov v Guinessovej knihe rekordov, jedným z nich je napríklad odolnosť - vydrží až dvetisíc násobok vlastnej váhy, pričom je len 1,5-krát ťažší ako vzduch. Je priehľadný a nebyť nádherného jemného modrého nádychu, kvôli jeho zloženiu ho ani neuvidíš. Existuje dokonalejší materiál?

Dokonalý aerogél či kov schopný pamätať si. Fascinujúce látky, ktoré napohľad popierajú všetky zákony fyziky
Zdroj: wikimedia | NASA Stardust
Dokonalý aerogél či kov schopný pamätať si. Fascinujúce látky, ktoré napohľad popierajú všetky zákony fyziky
Zdroj: wikimedia | NASA Stardust

Tekutý kov

Ak mala tvoja škola dobré vybavenie, možno si mal šťastie na zázrak v podobe feromagnetickej kvapaliny. Ak nie, v krátkosti, ide o kvapalinu, ktorá sa správa ako kov priťahovaný magnetom. Čiže ak pod ňu dáš niečo magnetizujúce, bude to za tým behať po kadičke. To je v podstate tekutý kov, ktorého alternatívu si môžeš so správnymi látkami a dostatočnou zásobou financií vyrobiť aj doma. A to z obyčajného gália (Ga). To zohnať môže byť síce po finančnej stránke mimoriadne bolestivé, no výsledný efekt je doslova famózny. Gálium jednoducho nemá rado teplo. Topí sa už pri tridsiatich stupňoch, to znamená, že ak ho poriadne zovrieš v ruke, zmení sa na prekrásnu striebornú tekutinu. Svojho času boli tiež populárne gáliové lyžičky - stačilo ich ponoriť do horúcej vody a nenávratne si prišiel o kus príboru.

A toto je len zlomkom toho, čo všetko za celú tú dobu vedecká obec dokázala. V našom osobnom využití je pravdepodobne väčšina z uvedených vhodná len za účelom absolútneho ohúrenia, no existujú aj výraznejšie účely. Využitie v raketovej technike, obrovská výdrž či takmer dokonalá izolácia - kto by nechcel?

Späť
Zdieľať
Diskusia