aA
Medžiagų mokslas yra seniausia mokslo ir technologijų sritis. Medžiagų poveikis civilizacijos eigai atsispindi erų pavadinimuose: akmens amžius, bronzos amžius, geležies amžius. Dabar mes gyvename pažangiųjų medžiagų amžiuje. Kokios medžiagos bus naudojamos netolimoje ateityje ir kaip jos keis mūsų kasdienį gyvenimą?
© Shutterstock

Pasaulyje medžiagų mokslas daro sparčią pažangą. Naujos medžiagos sukuria technologines revoliucijas ir jų tyrimai yra viena iš gyvybingiausių ir greičiausiai besiplėtojančių šiuolaikinio mokslo sričių.

„Vienas iš svarbiausių veiksnių, nulėmusių technologinį žmonijos progresą XXI amžiuje, buvo naujų medžiagų sukūrimas, ištyrimas ir praktinis panaudojimas“, – pranešime žiniasklaidai cituojama Kauno technologijos universiteto (KTU) Matematikos ir gamtos mokslų fakulteto (MGMF) studijų programų vadovė Kristina Bočkutė.

„Vienu iš pagrindinių jos krypčių tapo medžiagų kūrimo principų perkėlimas į molekulinį lygį, toliau mažas molekules valdomai jungiant į didesnius klasterius ar polimerus, pereinant nuo nanometrinių matmenų į mikrometrinius ar centimetrinius. Medžiagų moksle yra panaikinami barjerai tarp tradicinių mokslų sričių ir siekiama neorganinės, organinės, polimerų, fizikinės, biologinės, analitinės chemijos, fizikos, inžinerijos bei matematinio modeliavimo integracijos“, – pasakoja K. Bočkutė.

Pasaulinė praktika rodo, kad toks multidisciplininis požiūris labai svarbus realizuojant sukurtų naujų medžiagų privalumus aukštosiose technologijose, kai sėkmę lemiančiu veiksniu tampa persidengiančios įvairių sričių inžinerinės žinios.

Verta paminėti, kad praktiškai visos šiuolaikinės žinioms imlios technologijos yra kuriamos naujų medžiagų pagrindu. Vertinant pasaulines tendencijas, minėti klausimai yra ypatingai svarbūs vystant naujas pramonės šakas ir, be abejonės, plėtojant tradicines technologijas. Medžiagų mokslas leidžia fundamentalių fizikos bei chemijos mokslo tyrimų metu atrastus dėsningumus ir medžiagų savybes adaptuoti ir pritaikyti taip, kad jos būtų tinkamos naudoti konkrečiose gyvenimo srityse.

Ateities medžiagos kuriamos įvairiose pritaikymo srityse – nuo statybinių medžiagų iki drabužių. Štai kelios pažangios ateities medžiagos, kurios jau greitai gali tapti įprastomis mūsų gyvenime:

1) Aerogelis. Lengviausia kietosios būsenos medžiaga pasaulyje. Pavyzdžiui, grafeno aerogelio tankis yra mažesnis negu helio dujų ir tik dvigubai didesnis negu vandenilio – 0,16 kg/m3. Šiai medžiagai, daugiau negu bet kuriai kitai, priklauso 15 įrašų Gineso rekordų knygoje.

Kartais vadinamas „užšaldytais dūmais“, aerogelis gaminamas pakeitus skystos būsenos aliuminio oksidą, chromo, alavo oksidą arba anglies junginius dujomis super džiovinimo procese. 99,8 proc. aerogelio tūrio sudaro oras, todėl medžiaga atrodo pusiau skaidri. Nepaisant to, kad didžioji dalis medžiagos tūrio yra oras, ši medžiaga yra labai stipri, galinti išlaikyti daugiau negu 160 tūkst. kartų didesnį svorį už ją pačią.

Aerogelis taip pat yra puikus šilumos izoliatorius, apsaugantis ne tik nuo karščio, bet ir nuo šalčio. Aerogelis jau yra naudojamas NASA, kuriami aerogeliu padengti apsauginiai sluoksniai karinėje pramonėje, kurie apsaugo nuo temperatūrų poveikio bei gali apsaugoti nuo sprogstamųjų medžiagų sukeltų sprogimo bangų. Aerogelis yra perspektyvi medžiaga, sugerianti įvairius teršalus iš oro ir vandens.

2) Dirbtinis voratinklis. Natūralus vorų šilkas yra iki penkių kartų tvirtesnis nei tokio paties svorio plienas. Be to, dėl sudėtingos tinklo struktūros net ir nutrūkus vienai gijai, bendras viso mezginio tvirtumas padidėja.

Mokslininkai nustatė, kad ypač stiprios šilko gijos susiformuoja pagrinde dėl baltymo fibroino. Dekodavus geną, atsakingą už fibroino baltymo gamybą voratinkliuose, šią natūralią medžiagą mokslininkai neseniai susintetino. Iš vieno gramo fibroino galima pagaminti net 9 km dirbtinio vorų šilko. Ši medžiaga elastinga ir labai tvirta. Iš jos galima gaminti šarvuotas liemenes, kitą aprangą. Šio medžiagos laukia proveržis ir medicinoje. Itin mažas svoris, puikus tamprumas ir lankstumas sukuria sąlygas vorų šilko naudojimui transplantologijoje gaminant dirbtines sausgysles.

3) Metamedžiagos. Medžiagos, kurios savybės labiausiai priklauso nuo jos struktūros, o ne sudėties, yra vadinamos metamedžiagomis. Metamedžiagos pasižymi neįprastomis optinėmis savybėmis. Naudojant metamedžiagas, turinčias neigiamą lūžio rodiklį, buvo sukuriami dvimačiai nematomi apsiaustai – apsiausto medžiaga laužia ir nukreipia šviesos spindulius taip, kad po ja esančio daikto nematyti. Šios medžiagos taip pat žada revoliuciją optinių lęšių gamyboje bei elektronikoje didinant duomenų perdavimo spartą.

4) Metalo putos. Šios putos gaminamos iš putojančio reagento ir titano hidrido miltelių, ištirpintų aliuminyje. Rezultatas – gaunama lengva stipri medžiaga, kurios 75-95 proc. tūrio sudaro oras. Ši medžiaga gali būti pritaikoma daugelyje sričių – nuo plūduriuojančių miestų statybos, karinės pramonės, medicinos iki kosmoso tyrimų ar branduolinių atliekų saugojimo.

5) Išmanioji tekstilė. Ateities madas gali diktuoti ne tik aukštosios mados dizaineriai, bet ir mokslininkai, kuriantys tekstilę su integruotais elektroniniais jutikliais, pvz., reguliuojantys temperatūrą, į šviesą ar judesį reaguojantys audiniai, integruoti jutikliai, stebintys nešiojančiojo sveikatos būklę, audiniai, atstojantys vaizdo projektorių ar netgi naudojami kaip vaizdo kamera. Tokių audinių galimybės yra neribotos.

Plėtojant aukštųjų technologijų pramonę visame pasaulyje medžiagų mokslas užėmė labai svarbią poziciją. Tuo pačiu – tai viena labiausiai besivystančių mokslo šakų, kurios specialistų poreikis nuolat auga. Medžiagų mokslo sąvoka – gana plati mokslinių problemų visuma, apimanti įvairius medžiagų tyrimo klausimus, taip pat ir technologinio pobūdžio darbus.

KTU MGMF rengia medžiagų mokslo ir nanotechnologijų specialistus – fakultete vykdomos dvi studijų programos, ruošiančios universalius medžiagų mokslo ir nanotechnologijų specialistus Lietuvai ir tarptautinėms rinkoms: studijų programa lietuvių kalba „Medžiagos ir nanotechnologijos“, suteikianti medžiagų technologijų bakalauro laipsnį ir unikali dvikryptė bakalauro studijų anglų kalba programa „Medžiagų fizika ir nanotechnologijos“, suteikianti fizinių ir technologinių mokslų bakalauro laipsnį.

Griežtai draudžiama DELFI paskelbtą informaciją panaudoti kitose interneto svetainėse, žiniasklaidos priemonėse ar kitur arba platinti mūsų medžiagą kuriuo nors pavidalu be sutikimo, o jei sutikimas gautas, būtina nurodyti DELFI kaip šaltinį.
Populiariausios nuomonės
Parašykite savo nuomonę
arba diskutuokite anonimiškai čia
Skelbdami savo nuomonę, Jūs sutinkate su taisyklėmis
Rodyti diskusiją Rodyti diskusiją

Aiškėja, kiek lietuvių jau suskubo užsisakyti naujuosius „iPhone Xs“ telefonus (14)

„Kaip didžiausia elektroninė parduotuvė Baltijos šalyse, jau ne vienerius metus stebime...

Paskelbtos „iPhone Xs“ kainos lietuviams: nepakaks net dviejų vidutinių atlyginimų (449)

„Telia“ šiandien pradeda naujųjų „Apple“ flagmanų „ iPhone Xs “ ir „ iPhone Xs Max...

Šiuolaikinių kompiuterių protėviui – 395 metai (8)

Pirmajam mechaniniam skaičiuotuvui pasaulyje šiandien sueina 395 metai – šį vokiečio matematiko...

Rimti įspėjimai „Facebook“: nepakeitus sąlygų grės baudos

Europos Sąjunga (ES) ketvirtadienį perspėjo socialinį tinklą „Facebook“ , kad šis...

36 metai po pirmojo „emodžio“: 5 faktai, kurių galbūt nežinojote (2)

Lygiai prieš 36 metus šiandien JAV profesorius ir kompiuterių mokslininkas Scottas Fahlmanas savo...

Top naujienos

Popiežius kreipėsi į Lietuvos gyventojus: ši tauta turi tvirtą sielą nuolat pildoma (634)

Popiežius Pranciškus iš Vilniaus oro uosto atvyko mandagumo vizito į Prezidentūrą, kur susitiko...

Susirinkusieji Daukanto aikštėje viliasi to paties ir nebijo lietaus: tai krikštas nuolat pildoma (194)

Popiežius Pranciškus jau Lietuvoje. Pirmoji stotelė – Prezidentūra . S. Daukanto aikštėje...

Neįprasta strategija, kaip svarbiausius sprendimus priima turtingiausias pasaulio žmogus (10)

Jeffas Bezosas , „ Amazon “ įkūrėjas ir vadovas, yra užimtas žmogus. Valdyti tokio dydžio...

Popiežiaus vizito Lietuvoje programa: sužinokite viską minučių tikslumu (7)

Vatikano vėliavomis pasipuošęs rudeninės dulksnos apimtas Vilnius šeštadienio rytą ruošiasi...

Kleiza įspėjo Valančiūno gerbėjus: DeMaras juk Toronte toks buvo ne vienas (12)

Linas Kleiza prieš 10 metų NBA lygoje surengė tokį pasirodymą, kad ne tik išsprogdino ruso...

Seime pasiūlytas būdas užtildyti šunis kelia šeimininkų baimę: kaip iš tiesų reikėtų elgtis registruokitės – specialistai padės išsiaiškinti, kodėl jūsų šuo triukšmauja (167)

Šunų šeimininkams vis dar neramu dėl Seime pateikto Petro Čimbaro siūlymo spręsti šunų...

Dėl darbo galvą pametęs „TV Pagalbos“ veterinaras kraupsta nuo žmonių žiaurumo (7)

Veterinarijos klinikoje ir televizijos laidoje „ TV Pagalba “ dirbantis Paulius Morkūnas...

Naujausi reitingai: dviejų partijų varžybose – pasikeitimai (588)

Partijų reitinge valdančioji Lietuvos valstiečių ir žaliųjų sąjunga ( LVŽS ) po ilgo laiko...

Erdvius namus iškeitė į mobilų namelį: turi patarimų apie tai svajojantiems (2)

Aš, mano vyras, du vaikai ir šunelis turėjome kaip reikiant pasistengti, kad iš 185 kvadratinių...

Po reido miške: grybais užversta virtuvė ir itin paprasti receptai (18)

Kelionės į mišką saulėtą rudenį yra vienas smagiausių dalykų. O miške galime ir šiaip...