¿Existe un ‘Santo Grial’ de la ciencia de los materiales?

¡Algunas buenas respuestas aquí! Pero caen en estas opciones (y algunas se perdieron)

1. Superconductor de temperatura ambiente o equivalente funcional … hace que las pérdidas de la red sean menores, podría soportar la red eléctrica mundial, etc.
2. Material de muy alta resistencia (nano tubo, etc.) lo suficientemente bueno para un elevador orbital.
3. Temperatura muy alta, resistencia decente y material de tenacidad … lo suficientemente bueno como para hacer spaceplanes de “estructura caliente” y similares. Tenemos materiales de alta temperatura, pero son frágiles. Tal vez mezcle algo de 2 en otra cosa, haga un compuesto de matriz metálica.

Si imaginara un “Santo Grial” en Ciencia de los Materiales, sería la capacidad de construir cualquier cosa que pueda imaginar con precisión atómica.

Casi puedo imaginar una impresora 3D que podría colocar átomos elegidos o nano clústeres según sea necesario para crear nuevas estructuras.

Por supuesto, solo tener los átomos donde los quiere, no crea automáticamente los enlaces entre los átomos que harán que todo el sistema funcione.

Aún así, estoy fascinado por el progreso realizado en la tecnología de impresión 3D, ya que el tamaño de los “puntos” impresos se hace cada vez más pequeño.

¿Qué tan pequeños podemos ir?

Tengo algunas ideas en este sentido, y desearía poder pagar el tiempo y los gastos para trabajar en ellas.

Ser capaz de arrancar continuamente cuerdas interminables de nano tubos, u hojas de grafeno, o incluso Carbyne, sería maravilloso, por supuesto.

También sería bueno poder construir estructuras electrónicas en 3D a una escala casi atómica.

Estamos al límite de lo que es posible con la tecnología litográfica 2D para construir procesadores u otros dispositivos. La impresión 3D a nanoescala podría permitir la construcción de algunos dispositivos increíbles.

Las baterías de estado sólido que incorporan capas de ultracondensadores serían buenas.

A lo largo de estas líneas sería la química de la solución, donde las estructuras se “auto ensamblan” en estructuras útiles.

Recientemente me fascinó leer sobre Vanta Black, que es una nanoestructura que es esencialmente un bosque de nanotubos de carbono pegados por un extremo a un sustrato. Y me pregunto si esos tubos podrían estar llenos de nanodots fotoactivos. Vanta Black absorbe aproximadamente el 99% de los fotones que lo golpean. Sería genial si incluso la mitad de esos fotones pudieran convertirse en electricidad.

¡Me lo puedo imaginar todo el día! Pero al final, alguien realmente tiene que construir estas cosas.

La ciencia de los materiales siempre está buscando un material súper fuerte, súper rígido y súper ligero. Tenemos algunos increíblemente fuertes, pero para cosas como atar satélites para hacer elevaciones aéreas, todavía no estamos allí.

Otro material escurridizo es el que tiene una resistencia masiva a temperaturas realmente altas. El calor generalmente reduce considerablemente la envoltura mecánica de un material y algunos materiales ligeros / rígidos / fuertes como los compuestos de carbono no calientan muy bien.

Probablemente lo hay, pero al igual que el Santo Grial real, todavía lo estamos buscando.

😉

Si está hablando de materiales con un rendimiento increíble, entonces probablemente miraría aleaciones de metal / cerámica, polímeros y dieléctricos súper fuertes.

-EI

Para poder hacer un material que no tenga defectos (punto, línea, plano o volumen).