Երբևէ հիացե՞լ եք շափյուղայի փայլուն կապույտով։ Այս շլացուցիչ թանկարժեք քարը, որը գնահատվում է իր գեղեցկության համար, պարունակում է գաղտնի «գիտական գերուժ», որը կարող է հեղափոխություն մտցնել տեխնոլոգիայի մեջ։ Չինացի գիտնականների վերջին հայտնագործությունները բացահայտել են շափյուղայի բյուրեղների թաքնված ջերմային գաղտնիքները՝ առաջարկելով նոր հնարավորություններ ամեն ինչի համար՝ սկսած սմարթֆոններից մինչև տիեզերքի հետազոտություններ։
Ինչո՞ւ չի«Արդյո՞ք շափյուղան հալվում է ծայրահեղ ջերմության տակ։
Պատկերացրեք հրշեջի դիմակը, որը սպիտակ շիկացած է կրակի մեջ, բայց մնում է բյուրեղյա մաքուր։ Սա է շափյուղայի կախարդանքը։ 1500°C-ից բարձր ջերմաստիճաններում՝ հալված լավայից ավելի տաք, այս թանկարժեք քարը պահպանում է իր ամրությունն ու թափանցիկությունը։
Չինաստանի Շանհայի օպտիկայի և նուրբ մեխանիկայի ինստիտուտի գիտնականները օգտագործել են առաջադեմ մեթոդներ՝ դրա գաղտնիքները հետազոտելու համար.
- Ատոմային գերկառուցվածք. Սափիրի ատոմները կազմում են վեցանկյուն ցանց, որտեղ ալյումինի յուրաքանչյուր ատոմը ամրացված է չորս թթվածնի ատոմներով: Այս «ատոմային վանդակը» դիմադրում է ջերմային աղավաղմանը՝ պարծենալով 100 մլ ջերմային ընդարձակման գործակցով:t 5.3 × 10⁻⁶/°C (ի տարբերություն դրա, ոսկին ընդարձակվում է գրեթե 10 անգամ ավելի արագ):
- Ուղղորդված ջերմային հոսք. միակողմանի փողոցի նման, ջերմությունը որոշակի բյուրեղային առանցքներով անցնում է շափյուղայի միջով 10-30%-ով ավելի արագ: Ինժեներները կարող են օգտագործել այս «ջերմային անիզոտրոպիան»՝ գերարդյունավետ սառեցման համակարգեր նախագծելու համար:
«Սուպերհերոսի» նյութ, որը փորձարկվել է ծայրահեղ լաբորատորիաներում
Սապֆիրը իր սահմաններին հասցնելու համար հետազոտողները մոդելավորել են տիեզերքի և հիպերձայնային թռիչքի դաժան պայմանները.
- Հրթիռի վերստին մուտքի սիմուլյացիա150 մմ շափյուղյա պատուհանը ժամերով դիմացել է 1500°C ջերմաստիճանի կրակին՝ չցույց տալով ճաքեր կամ ծռվածքներ։
- Լազերային դիմացկունության թեստԻնտենսիվ լույսով ենթարկվելիս շափյուղայի վրա հիմնված բաղադրիչները 300%-ով ավելի դիմացկուն էին, քան ավանդական նյութերը՝ շնորհիվ պղնձից 3 անգամ ավելի արագ ջերմությունը ցրելու իրենց ունակության։
Լաբորատոր հրաշքներից մինչև առօրյա տեխնոլոգիաներ
Դուք կարող եք արդեն ունենալ շափյուղայի տեխնոլոգիա՝ չգիտակցելով դա.
- Անքերծվող էկրաններApple-ի վաղ iPhone-ները օգտագործում էին շափյուղայով պատված տեսախցիկի օբյեկտիվներ (մինչև ծախսերի աճը):
- Քվանտային հաշվարկներԼաբորատորիաներում սափրեյային վեֆլիները պարունակում են նուրբ քվանտային բիթեր (քուբիթներ), որոնք իրենց քվանտային վիճակը պահպանում են 100 անգամ ավելի երկար, քան սիլիցիումը։
- Էլեկտրական մեքենաներԷլեկտրական մեքենաների նախատիպային մարտկոցները օգտագործում են շափյուղայով պատված էլեկտրոդներ՝ գերտաքացումը կանխելու համար, ինչը նորարարական քայլ է ավելի անվտանգ և ավելի երկար հեռավորության վրա գտնվող տրանսպորտային միջոցների համար։
Չինաստանի ցատկը սափրագիլային գիտության մեջ
Մինչդեռ շափյուղա արդյունահանվել է դարեր շարունակ, Չինաստանը վերաշարադրում է իր ապագան։
- Հսկա բյուրեղներՉինական լաբորատորիաներն այժմ աճեցնում են 100 կգ-ից ավելի քաշով շափյուղայի ձուլակտորներ՝ բավականաչափ մեծ՝ ամբողջական աստղադիտակի հայելիներ կառուցելու համար։
- Կանաչ նորարարությունՀետազոտողները հին սմարթֆոններից մշակում են վերամշակված շափյուղա՝ 90%-ով կրճատելով արտադրության ծախսերը։
- Գլոբալ առաջնորդությունՎերջերս հրապարակված ուսումնասիրությունը՝Սինթետիկ բյուրեղների հանդես, նշանավորում է Չինաստանի չորրորդ խոշոր առաջընթացը առաջադեմ նյութերի ոլորտում այս տարի։
Ապագան. Որտեղ սափիրը հանդիպում է գիտաֆանտաստիկային
Ի՞նչ կլիներ, եթե պատուհանները կարողանային ինքնուրույն մաքրվել։ Կամ հեռախոսները լիցքավորվեին մարմնի ջերմությամբ։ Գիտնականները մեծ երազանքներ ունեն.
- Ինքնամաքրվող շափյուղաՍապֆիրի մեջ ներդրված նանոմասնիկները կարող են քայքայել մշուշը կամ կեղտը արևի լույսի ազդեցության տակ։
- Ջերմաէլեկտրական մոգությունԳործարաններից արտանետվող ջերմությունը վերածել էլեկտրաէներգիայի՝ օգտագործելով շափյուղա կիսահաղորդիչներ։
- Տիեզերական վերելակի մալուխներԹեև դեռևս տեսական է, շափյուղայի ամրության և քաշի հարաբերակցությունը այն դարձնում է ֆուտուրիստական մեգակառուցվածքների թեկնածու։
Հրապարակման ժամանակը. Հունիս-23-2025