據俄羅斯衛星通訊社sputniknews報導，縱觀人類歷史，開發掌握新材料對文明的發展產生了重大影響。天然石材、青銅和鐵為整個時代命名。在20世紀20-30年代，聚合物時代開始了，從那時起，我們無法想像沒有塑料和橡膠的生活。幾十年後，矽技術脫穎而出，推動了電子和數位技術的最新發展。如今，科學家們正努力創造具有超自然特性的新型材料。參與」5-100″計劃的俄羅斯大學的研究人員介紹了該領域的最新科研成果。
具有「不可能」特性的超材料
在世界各地的許多實驗室，研究人員正在努力創造「超材料」，其特性超出了其組成成分的特性。從物理角度看，是人工合成和以特殊方式建造的結構，具有自然界無法獲得的電磁或光學特性。
未來，新材料可以讓實現隱形、創建通用無線充電器和大數據存儲系統、以及控制超導體的性能成為可能。
在科幻小說作家的作品中廣泛流行的隱形，不僅僅指物體的光學特性。無傷害的噪音和我們感覺不到的物理震動也都是隱形的。新材料可以實現「隱形」，以保護士兵、車輛等等。
2020年《福布斯》報導稱，美國陸軍研究實驗室（ARL）正在資助一項研究，以創造可將機械波能量引導到物體周圍的超材料，從而保護物體免受爆炸、衝擊波、地震或振動的影響。
該項研究成果將可以使潛艇或橋梁對機械能「隱形」。
隱形塗層
俄羅斯科學家找到了如何製造平面隱形塗層的方法，所得到的塗層可以隱藏任何細長物體（飛機天線，船桅），使其不被雷達和其它探測系統發現。研究結果發表在《Scientific Reports》期刊上。
該文章的作者之一，國立研究型技術大學「 MISIS」的員工阿列克謝·巴沙林表示：「我們基於理想的磁偶極子散射體開發出一種特殊的塗層，該塗層能夠將細長金屬物的電響應轉變為磁響應。因此，物體變得不可見。」
為此，科學家選擇了這種「平面」超材料結構，該結構幾乎不與入落在上面的電磁波相互作用，而是使它們「穿過」自身。
該材料由一組金屬和介電納米顆粒組成，以重複圖案排列。該「圖案」的設計方式使被隱形的物體不再與光電器件相互作用，而且不會散射。這樣可以避免出現「隱形」物體「顯形」的效果，並且理想地隔離各種發射器（例如，彼此靠近的衛星天線）。
在不久的將來，科學家計劃開發塗層的改進版本，使塗層不僅與電磁波的電成分相互作用，而且還與磁性成分相互作用。阿列克謝·巴沙林表示，這種結構的實驗性開發將是實現完美隱形的重要一步。
能量在空中傳遞
國立研究大學（ITMO）的科學家開發出一種超材料，藉助該材料，能量可以同時以幾種頻率在空中傳遞，這使得創建通用無線充電器成為可能。新材料可以同時與不同類型的無線接收器或電力發送器一起使用。它是一組導體，以特殊圖案鋪設，並通過電容器彼此連接。
ITMO的研究員波琳娜·卡皮塔諾娃解釋說：「我們的材料具有許多獨特的特性，包括反向頻率色散和具有均勻磁場的幾個諧振頻率，因此可以在空中傳遞能量。」
科學家們已經創建了一種新型通用充電器的原型。他們通過將幾個LED連接到不同類型的無線電接收器，並將它們放置在超材料所處的桌子上方來測試其工作。充電器以三種不同的方式穩定地傳輸能量，並將其提供給所有連接的設備。結果發表在科學期刊《Applied Physics Letters》上。
超導控制
2020年，一項科學成果——創造首個常溫超導材料的發表，引起了廣泛的反響。文章作者表示，這種技術將能夠結束使用電池。
超導體是無電阻導電材料。超導性是20世紀最傑出的發現之一。一些量子計算機的原型機使用超導元件存儲信息。超導體還用於產生強大的磁場，例如，在國際實驗性熱核反應堆ITER的項目中。
託木斯克理工大學（TPU）的科學家們提出了一種新方法，通過改變材料的幾何形狀-摺疊成細管來改變和控制超導材料的特性。在此之前，傳統的方法是在材料中引入其它成分，從而導致材料的缺陷增加。
在模擬試驗過程中，研究人員發現了一個有趣的效應：在電流的作用下，摺疊的材料（鈮）改變了循環超導電流的配置。結果，材料同時具有導電和非導電區域，並且這些狀態可以通過改變磁場參數來影響。未來，這一發現將使控制超導體的特性成為可能。
正如發表在《Communications Physics》期刊上的文章作者所指出的那樣，如果說科學家已經很好地研究了平面結構中鈮的超導特性，那麼材料在不同幾何形狀中的特性-當它們捲成管子時，研究還不夠深入，也沒有預測它們的工具。研究人員給出了用於預測類似特性的模型。
廉價的納米結構薄膜
另一種現代材料是具有有序納米級結構的金屬膜，它具有獨特的特性，使科學家可以控制磁場並反覆磁化這些膜。這使得能夠創建用於記錄和可靠地存儲大量信息的系統或磁性納米顆粒傳感器，藉助該傳感器可以監測患者血液的狀態，其顆粒濃度，藥物在體內的釋放和吸收速率。
在大的表面製造具有相同直徑納米級孔的有序陣列是一項困難且昂貴的任務，至少如果通過在連續膜中製造孔的方式直接解決，烏拉爾聯邦大學（UrFU）的科學家選擇了一條不同的花費更少的途徑，他們建議利用自組裝或自組織效應。
這種效應在於應用鋁陽極氧化技術以獲得多孔表面的輕微修改，從而可以獲得具有可控直徑的孔，以六角形晶格排列。陽極氧化鋁層由非常堅硬的材料組成，化學式為Al2O3，其結晶態被稱為剛玉或藍寶石。孔的自組織過程的結果是獲得了蜂窩狀的表面，該表面減少了約一百萬倍。
具有規則孔的鋁基底是四分之一世紀以前開發的。近年來，它一直被用作薄膜生產的基礎，包括磁性薄膜，並作為種植金屬納米線的模板。
烏拉爾聯邦大學的物理學家與馬德裡材料科學研究所（西班牙）的研究人員一起，採用一種眾所周知的方法，獲得了一種具有垂直磁各向異性的獨特非晶TbCo膜。這項工作的結果發表在《Nanotechnology》期刊上。
烏拉爾聯邦大學（Urfu）固體磁學系高級研究員尼基塔·庫列什介紹說：「這種材料是獨特的，因為它包含兩個磁性子晶格，它們的磁矩指向相反的方向。對於膜的某些成分，當加熱或冷卻時，其磁性能會發生顯著變化。例如，鋱或鈷的磁矩將佔優勢，或者它們將幾乎相等。在創建磁性記錄信息的介質時，此屬性特別有用。」
科學家說，具有納米級孔的磁性膜很有趣，因為它可以讓您克服所謂的超順磁性極限—當存儲單元變得如此之小，以至於熱振動的能量開始超過磁各向異性的能量。
目前，Urfu已經實施了一個完整的周期，創建了不同塗層成分的納米穿孔薄膜樣品。 包括電化學合成不同孔徑或納米凸起陣列的陽極氧化鋁多孔基材，精確控制組成和厚度的薄膜塗層沉積，以及研究所得樣品的設備。
在國家「教育」項目框架內實施的「 5-100」計劃旨在幫助俄羅斯大學增強研究潛力，提高在全球教育服務市場中的競爭地位。