Послезавтра: технологии будущего в экстремальной индустрии
5 материалов и технологий, способных навсегда изменить привычные дисциплины
~~~
5 материалов и технологий, способных навсегда
изменить привычные дисциплины
Фото: outsideonline.com
Недавно мы писали о новаторе и разрушителе традиций Говарде Хэде, изменившем ход истории целого спортивного направления. Инженер вовсе не изобретал лыжи заново, в основу его революционной разработки лишь легли новые материалы и конструкция, заменившие массив древесины. С тех самых пор многое изменилось в технологиях производства, вырос уровень катания, на свет родилось множество новых дисциплин, требующих соответствующего инвентаря, но материалы по прежнему меняют этот мир. Сегодня, примерив белые халаты и футуристические шапочки из фольги, мы пофантазируем на тему, как новейшие материалы и технологии, некоторые из которых еще не покинули лабораторий, могут изменить будущее горнолыжной индустрии.
Масками дополненной реальности, и солнечными батареями вшитыми в куртку уже мало кого удивишь, но еще пару десятков лет назад люди не смели мечтать о таком простом устройстве как мобильный телефон или даже пульт от музыкального центра. Разумеется, никаких принципиально новых отличий в спорте век новых материалов не принесет, и не исключено, что в недалеком будущем напротив, человек откажется от всевозможных датчиков и сенсоров в пользу куска цельной древесины, без каких либо излишеств. Короче говоря, пока спортсмены не спеша выходят на уровень «триплкорков» нащупывая грань человеческих возможностей, мы отправимся в нашу воображаемую лабораторию.
Гель против гусей. Утеплитель из аэрогеля
Удивительно, но самый легкий теплоизолятор на планете был изобретен Сэмюэлом Кистлером еще в 1931 году, но в те времена мир явно не был готов к встрече с аэрогелем. Уникальный материал на 96% состоит из воздуха и при своей крошечной плотности имеет высочайшую жаропрочность, твердость и низкую теплопроводность. После того, как в конце 90-х материал приобрел заветную гибкость и его научились встраивать в ткань, аэрогель служил на благо освоения космоса, затем снова вернулся на землю. В лабораторных условиях 6мм пласт аэрогеля не пропустил температуру +1000 С и не поддался 78.5 С ниже нуля.
В 2010 году известный канадский альпинист Джейми Кларк, одетый в костюм компании Hanesbrands с утеплителем Zero-Loft™ Aerogel совершил успешное восхождение на Эверест и, как вы догадались, не замерз. При шквальном ветре и отрицательных температурах, комбинезон толщиной всего в 6 мм показал себя ничуть не хуже, чем аналогичные 40 мм костюмы, набитые гусиным пухом. Гиганты спортивной индустрии уже работают с чудо-материалом, и не исключено, что в ближайшие несколько лет гусей оставят в покое и вы сможете не только не надевать громоздкие утепленные куртки, но и спать в сугробах в ожидании нового снежного дня.
Еще легче и прочнее. Углеродные нанотрубки вместо карбона
Лыжная голова: жизнь Говарда Хеда
История плохого писателя и легендарного инженера, совершившего переворот в горнолыжной индустрии ХХ века
Углепластики уже прочно обосновались в современном мире и сумели заменить ряд более тяжелых, и менее прочных, сплавов. Слово «карбон» по прежнему вызывает ощущение чего-то надежного и ультрасовременного. Но возможно совсем скоро на смену углепластикам придут новые композитные материалы, созданные на основе загадочных углеродных нанотрубок. Трубки представляют собой длинные цилиндрические структуры, стенки которых выложены одним слоем атомов. Не вдаваясь в подробное описание, стоит сказать, что полученные на основе трубок упругие материалы будут в десять раз легче и прочнее имеющихся композитов. В сноуборде и горных лыжах углепластики начали использовать относительно недавно. Добавление карбоновых вставок в сердечник сэдвича позволило повысить прочность доски при сильных ударах, а так же, обеспечить максимальную жесткость на скручивание и отдачу снаряда. Не без помощи инженеров HEAD в состав слоеного пирога уже угодил новейший материал — графен, который, в сочетании с карбоном, позволил снизить вес модели на 20%! А теперь представьте, сколько могут весить лыжи и сноуборды, когда в их сердца проникнут материалы на основе углеродных нанотрубок.
Всегда чистый и сухой. Гидрофобные покрытия
Изучением гидрофобных покрытий ученые умы занялись достаточно давно, но основной скачек в технологии произошел в последние несколько лет. После просмотра видео может показаться, что это какой-то фокус, однако подобные покрытия уже покинули лаборатории и активно используются производителями совершено разных сфер, от авиастроения до производства оптики. Защита, позволяющая в буквальном смысле выйти из лужи сухим и чистым, осуществляется путем взаимодействия активных групп поверхности материала и якорных групп молекул защитного покрытия. Как и в случае с поверхностью листа лотоса, попадающая на гидрофобную поверхность влага сворачивается в шарики и при стекании захватывает за собой частицы пыли и грязи, заодно очищая поверхность материала.
Современные ткани с мембранными покрытиями, обещающие сухость и комфорт — настоящее спасение не только для горнолыжной братии, но и для всех, кто сталкивается со стихией, будь то горы или бушующий океан. Однако все, кому доводилось посидеть на склоне или пару раз улететь в сугроб мокрого снега, помнит как быстро на штанах и куртках появляются темные пятна от влаги. При появлении гидрофобных покрытий, всех этих бед удастся избежать, а вопросы в духе «как стирать сноубордическую куртку?» окончательно исчезнут. Единственная сложность, которая может возникнуть при проникновении гидрофобных покрытий в горнолыжную индустрию — сохранение дышащих свойств материалов.
Пусть лучше он прогнется под нас. Сплавы с эффектом памяти
Скорей всего, при запросах «сплавы с эффектом памяти» вы получали картинку с изогнутым мобильным телефоном, но это далеко не единственное возможное применение этих чудо-материлов, которые, кстати, обнаружили еще в первой половине 20 века. Если не вдаваться в подробности, вся «абра-кадабра» выглядит довольно просто: вы изгибаете какую-либо деталь из хитрого сплава и она остается в заданной форме, пока вы ее не нагреете до определенной температуры, после чего она распрямится и фокус можно будет повторить еще много раз.
Материалы с подобными свойствами уже используются во многих отраслях, например из нитинола (мононикелида титана NiTi) производят антенны для спутников земли, которые перед запуском скручиваются в компактную форму, а после запуска, при нагреве до определенной температуры, восстанавливают изначальную форму. Кроме того, подобные материалы отлично поглощают вибрацию и имеют высокую прочность. В горнолыжной индустрии подобные материалы могли бы найти свое применение как при производстве комплектов нательной защиты, так и в слоеной структуре сноуборда или лыж. Например, используя свойства сплавов с эффектом памяти, можно было бы менять прогиб доски, исходя из задач, возлагаемых на доску и характеристик склона.
Искусственный интеллект. «Умные» материалы и центральная нервная система доски
На сегодняшний день, одно из ведущих направлений в авиастроении — создание активных поверхностей, которые, благодаря «умным» материалам, смогут изменять поведение всего аппарата и противодействовать внешним воздействиям. Проще говоря, сочетание материалов и электронной начинки в виде датчиков и сенсоров, соединенных с «мозгом» машины, помогут не только сообщать о неисправностях и опасностях, но и своевременно предпринимать соответствующие решения.
Удивительно, но подобные технологии будущего уже находят свое применение в сфере более близкой и понятной простому человеку — в горных лыжах. Все те же неугомонные новаторы из HEAD уже внедрили систему, которая способна контролировать курсовую устойчивость лыж на большой скорости. На топовых лыжах с технологией intelligence установлен микрочип, непрерывно контролирующий спуск и способный за долю секунды вносить корректировки в поведение лыжи.
Не исключено, что в этом направлении начнет развиваться и сноуборд, габариты которого позволят уместить еще больше полезной начинки чем в лыжах. Таким образом, можно было бы получить сноуборд, который будет получать метеоданные и отчеты без помощи смартфона, иметь настройки и память о стиле катания хозяина, совмещать все это с показаниями датчиков непосредственно во время катания и, в качестве решения, изменять характеристики каждого отдельного участка доски. Если погрузиться еще дальше, то на помощь умной доске могла бы прийти не менее умная маска, распознающая встретившиеся на пути препятствия и подсказывающая сноуборду на какой высоте кикер сейчас взлетит ее безумный хозяин.
Напомним, что данная статья — плод воображения гуманитария, начитавшегося научных журналов, в которых он, разумеется, мало что понял. Однако, если вы захотите воплотить описанное выше в жизнь, не спешите сбегать со своим изобретением за рубеж.
Скорость света
Четыре сияющих изобретения, которые осветят путь во мраке и выделят вас из толпы
