Materijali budućnosti

2021 - Jul - 13

Skokovi u civilizacijskom razvoju uvek su na neki način bili vezani za sposobnost ljudi da koriste i manipulišu različitim materijalima. Uostalom, upravo su po materijalima i nazvani različiti rani periodi istorije – kameno, bronzano, gvozdeno doba… Industrijsku revoluciju obeležio je čelik, a informatičku eru silicijum. Mešanjem više različitih materijala i obradom pod posebnim uslovima, uspeli smo da unapredimo njihove osobine i da ih prilagodimo specifičnim potrebama. Na taj smo način prevazišli brojne izazove i uspeli da razvijemo rešenja koja su postala sastavni deo naših života.

Naravno da razvoj tehnologije u ovoj oblasti nije zaustavljen. U poslednje vreme sve se više govori i piše o takozvanim „metamaterijalima“. Radi se o kompozitima koji omogućuju neverovatnu kontrolu mehaničkih, optičkih, hemijskih i elektromagnetnih osobina. To je, grubo govoreći, postignuto tako što su gradivni elementi strukture ovakvih materijala izuzetno malih dimenzija, praktično manji od talasne dužine fizičke osobine koju je potrebno kontrolisati. Na taj način postižu se efekti koje možemo da poredimo sa čudima i natprirodnim pojavama. Dobar primer je pokušaj inovatora da kreiraju materijal koji ne bi reflektovao svetlost i teoretski bi omogućio nevidljivost. Naravno, praktične primene su manje „magične“, ali značajno unapređuju postojeća i nova tehnološka rešenja. Metamaterijali mogu da nađu praktičnu primenu u prikupljanju i prenosu energije, kod lidara i radara, u uređajima za medicinu, sistemima za grejanje i hlađenje, gde god postoji potreba za upravljanjem akustikom i  vibracijama, kao i pri razvoju antena, optičkih vlakana i poluprovodnika. Verovatno najvažnija od svih primena je u smanjenju nepotrebnog rasipanja energije, pogotovo u oblasti telekomunikacija. Tu dolazimo i na teren problema sa kojima se susreću konstruktori infrastrukture za pametne gradove i autonomna vozila, o čemu sam posao u nekoliko navrata. Upotrebom metamaterijala, mnoge od prepreka koje sam opisivao bi nestale.

U ostvarenjima naučne-fantastike često imamo priliku da vidimo natprirodne osobine materijala od kojih su načinjeni predmeti budućnosti. Metamaterijali su upravo korak ka takvoj jednoj viziji. Da li to znači da ćemo u nekom momentu moći u prodavnici da kupimo „ogrtač nevidljivosti“? Nisam slobodan da tako nešto tvrdim, ali sam siguran da ćemo u narednim decenijama videti mnoge interesantne primene novih materijala.