Вибраниум для HyperLoop может быть реальностью.


Дата публикации:

Сегодня компания HyperLoop Transportation Technologies (HTT) представила фрагмент будущей капсулы транспортной системы HyperLoop, изготовленный из нового материала - вибраниум. Это вещество хорошо известно поклонникам комиксов Marvel про Капитана Америку, именно из вибраниума сделан щит супергероя.



Представители компании сообщают, что новый материал, которого ранее в природе не существовало - их собственная разработка, состоящая из углеродного волокна и большого количества датчиков, которые при помощи беспроводной связи передают информацию о целостности конструкции и температуре материала. Пока никто не ознакомлен с этой технологией, эксперты выясняют - реально ли создать вибраниум, и что может быть наиболее схожим с этим веществом.



Согласно создателям комиксов, вибраниум - редкая метеоритная руда, добывается исключительно на территории крошечной африканской страны, Ваканды (Wakanda) - также выдуманное место. Особенность вибраниума в том, что он способен поглощать вибрационную энергию. Очевидно, заметная частота вибраций молекул вибраниума внутри него незаметно увеличивается, когда вибраниум поглощает механическую энергию. Внешняя энергия таких колебаний накапливается и запасается в связях между молекулами, придавая ему небывалую прочность. Таким образом, кусок вибраниума, поглотивший большое количество вибрационной энергии, очень сложно разрушить. Однако если вибраниум все же разрушится, то будет высвобождена такая энергия, которая будет способна привести к взрыву.



Аналог вибраниума попробовал описать в своей книге "Физика супергероев" профессор Джеймс Какалиос. Эксперт отмечает, что необходимо всегда помнить закон сохранения энергии: энергия не может быть создана или уничтожена. В связи с этим важно ответить на вопрос о том, куда уходит колебательная энергия. Д.Какалиос напоминает о сцене в мультфильме "Мстители", где герой Тор с помощью топора ударяет по щиту, оставляя вмятину и высвобождая большую вспышку света. Это говорит о возможности преобразования энергии из вибрации в свет. По словам Д.Какалиоса, это соответствует закону сохранения энергии и является эффективным способом поглощения вибрации.



Профессор отмечает, что это абсолютно реально. Такой процесс называется сонолюминесценция - явление возникновения вспышки света при схлопывании кавитационных пузырьков, рождённых в жидкости мощной ультразвуковой волной. Типичный опыт по наблюдению сонолюминесценции выглядит следующим образом: в ёмкость с водой помещают резонатор и создают в ней стоячую сферическую ультразвуковую волну. При достаточной мощности ультразвука в самом центре резервуара появляется яркий точечный источник голубоватого света — звук превращается в свет. Однако, применить это к щиту супергероя никак нельзя.



Описывая свойства вибраниума, профессор приводит следующий пример. Нужно сбросить из окна на землю шар для боулинга. Если он упадет на твердую поверхность, то появится трещина. Если же он упадет на песок, то появится ямка.



"Песок состоит из гранул, которые могут свободно перемещаться. Энергия от падающего шара быстро распространяется на множество гранул песка", - отмечает Д.Какалиос. Означает ли это то, что возможно сделать щит из песка? Вовсе нет. Однако, здесь можно подыскать эффективную замену.



По мнению профессора, самым лучшим вариантом является кевлар, материал в пять раз прочнее стали, который широко применяется для изготовления бронежилетов.

"Сталь, свинец имеют определенное сопротивление пуле, потому что задействованные атомы очень большие и тяжелые и, таким образом, требуется много энергии для их перемещения”, - говорит ученый. “Кевлар использует легкие атомы, но из-за особенностей их расположения, что формирует очень жесткую структуру, разорвать эти узы сложно.”



Еще более прочным материалом, чем кевлар, является графен. Это сверхпрочный и сверхэлектроёмкий материал. Он обладает в 100 раз более высокой электропроводностью, чем кремний, используемый сегодня в солнечных батареях. В своей последней научной статье профессор отметил, что именно графен может быть ближе всего к вибраниуму.



"Я не говорю, что для того, чтобы изготовить щит Капитана Америки вам достаточно графена, но используя его, вы были бы близки к совершенству", - отметил ученый.

Не стоит останавливаться на кевларе и графене, так как ученые продолжают работу над новыми материалами, и разработки в сегменте нанокомпозитов внушают оптимизм. В частности, открытие команды Hyperloop Transportation Technologies. РЖД-Партнер продолжит следить за развитием событий.



Кристина Александрова



http://www.rzd-partner.ru/interviews/comments/vibranium-dlia-hyperloop-mozhet-byt-realnostiu/

Новость предложена пользователем: Egor _Железнодорожник ФРГ