Устойчивите материали имат широка гама от приложения.

Във връзка с

Съученици

Има не само най-твърдия метал, но и най-твърдото и издръжливо дърво, както и най-издръжливите изкуствено създадени материали.

Къде се използват най-издръжливите материали?

Издръжливите материали се използват в много области на живота. Така химиците в Ирландия и Америка са разработили технология, чрез която се произвеждат издръжливи текстилни влакна.

Една нишка от този материал има диаметър от петдесет микрометра. Създаден е от десетки милиони нанотръби, които са свързани заедно с помощта на полимер.

Якостта на опън на това електропроводимо влакно е три пъти по-висока от тази на мрежата на кълбовиден паяк. Полученият материал се използва за направата на свръхлеки бронежилетки и спортно оборудване.

Името на друг издръжлив материал е ONNEX, създаден по поръчка на Министерството на отбраната на САЩ. В допълнение към използването му в производството на бронежилетки, нов материалможе да се използва и в системи за управление на полета, сензори, двигатели.

Има технология, разработена от учени, благодарение на която чрез трансформация на аерогелове се получават здрави, твърди, прозрачни и леки материали.

Въз основа на тях е възможно да се произвеждат леки бронежилетки, броня за танкове и издръжливи Строителни материали. Учени от Новосибирск са изобретили плазмен реактор на нов принцип, благодарение на който е възможно да се произвежда нанотубулен, свръхздрав изкуствен материал.

Този материал е открит преди двадесет години. Това е маса с еластична консистенция. Състои се от плексуси, които не се виждат с просто око. Дебелината на стените на тези плексуси е един атом.

Фактът, че атомите изглежда са вложени един в друг според принципа на „руската кукла“, прави нанотубулена най- издръжлив материалот всички известни.

Когато този материал се добави към бетон, метал и пластмаса, тяхната здравина и електрическа проводимост значително се подобряват. Нанотубуленът ще помогне да се направят колите и самолетите по-издръжливи. Ако новият материал влезе в широко производство, тогава пътищата, къщите и оборудването могат да станат много издръжливи.

Ще бъде много трудно да ги унищожите. Нанотубуленът все още не е въведен в широко производство поради много високата му цена. Новосибирските учени обаче успяха значително да намалят цената на този материал. Сега нанотубуленът може да се произвежда не в килограми, а в тонове.

Най-твърдият метал

Сред всички известни метали хромът е най-твърдият, но неговата твърдост до голяма степен зависи от неговата чистота. Неговите свойства са устойчивост на корозия, устойчивост на топлина и огнеупорност. Хромът е метал с белезникаво-син оттенък. Твърдостта му по Бринел е 70-90 kgf/cm2.

Точката на топене на най-твърдия метал е хиляда деветстотин седем градуса по Целзий с плътност седем хиляди и двеста kg/m3.

Този метал е вътре земната корав размер на 0,02 процента, което е доста. Обикновено се намира под формата на хромова желязна руда. Хромът се добива от силикатни скали.

Този метал се използва в промишлеността, топене на хромирана стомана, нихром и др. Използва се за антикорозионна и декоративни покрития. Каменните метеорити, падащи на Земята, са много богати на хром.

Повечето издръжлива дървесина

Има дърво, което е по-здраво от чугуна и може да се сравни със здравината на желязото. Говорим за „Брезата на Шмид“. Нарича се още Желязна бреза. Човек не познава по-здраво дърво от това. Открит е от руски ботаник на име Шмид, докато е бил в Далечния изток.

Поради тези свойства желязната бреза понякога може да замени метала, тъй като това дърво не е подложено на корозия и гниене. Корпусът на кораб, изработен от желязна бреза, дори не се нуждае от боядисване, корабът няма да бъде унищожен от корозия и също така не се страхува от киселини.

Брезата на Шмид не може да бъде пробита от куршум, не можете да я отсечете с брадва. От всички брези на нашата планета желязната бреза е най-дълголетната - тя живее четиристотин години.

Местообитанието му е природният резерват Кедровая пад. Това е рядък защитен вид, включен в Червената книга. Ако не беше такава рядкост, ултраздравата дървесина на това дърво можеше да се използва навсякъде.

И тук са най-много високи дърветаВ света секвоите не са много издръжлив материал. Но, според uznayvse.ru, те могат да растат до 150 метра височина.

Най-здравият материал във Вселената

Най-издръжливият и в същото време най-лекият материал в нашата вселена е графенът. Това е въглеродна плоча, чиято дебелина е само един атом, но е по-здрава от диаманта, а електрическата проводимост е сто пъти по-висока от силиция на компютърните чипове.

В момента осмият се определя като най-тежкото вещество на планетата. Само един кубичен сантиметър от това вещество тежи 22,6 грама. Открито е през 1804 г. от английския химик Смитсън Тенант; когато златото се разтваря в епруветка, остава утайка. Това се дължи на особеностите на осмия, той е неразтворим в основи и киселини.

Най-тежкият елемент на планетата

Това е синкаво-бял метален прах. В природата се среща в седем изотопа, шест от които са стабилни и един е нестабилен. Той е малко по-плътен от иридий, който има плътност от 22,4 грама на кубичен сантиметър. От откритите до момента материали най-тежкото вещество в света е осмият.

Принадлежи към групата на лантановите, итриевите, скандиевите и други лантаниди.

По-скъпи от злато и диаманти

Много малко от него се добива, около десет хиляди килограма годишно. Дори най-големият източник на осмий, находището Джезказган, съдържа около три десетмилионни части. Пазарната стойност на редкия метал в света достига около 200 хиляди долара за грам. Освен това максималната чистота на елемента по време на процеса на пречистване е около седемдесет процента.

Въпреки че руските лаборатории успяват да получат чистота от 90,4 процента, количеството метал не надвишава няколко милиграма.

Плътност на материята извън планетата Земя

Осмият несъмнено е лидер сред най-тежките елементи на нашата планета. Но ако насочим погледа си към пространството, тогава вниманието ни ще разкрие много вещества, по-тежки от нашия „цар“ на тежките елементи.

Факт е, че във Вселената има условия, малко по-различни от тези на Земята. Гравитацията на серията е толкова голяма, че веществото става невероятно плътно.

Ако разгледаме структурата на атома, ще открием, че разстоянията в междуатомния свят донякъде напомнят пространството, което виждаме. Където планети, звезди и други са на доста голямо разстояние. Останалото е заето от празнота. Точно такава структура имат атомите и при силна гравитация това разстояние намалява доста значително. До „пресоването“ на едни елементарни частици в други.

Неутронните звезди са свръхплътни космически обекти

Като търсим извън нашата Земя, може да открием най-тежката материя в космоса в неутронните звезди.

Това са доста уникални космически обитатели, един от възможните видове звездна еволюция. Диаметърът на такива обекти варира от 10 до 200 километра, с маса, равна на нашето Слънце или 2-3 пъти повече.

Това космическо тяло се състои главно от неутронно ядро, което се състои от течащи неутрони. Въпреки че, според предположенията на някои учени, той трябва да е в твърдо състояние, надеждна информация днес не съществува. Известно е обаче, че именно неутронните звезди, достигайки границата на компресия, впоследствие се превръщат в колосално освобождаване на енергия от порядъка на 10 43 -10 45 джаула.

Плътността на такава звезда е сравнима например с теглото на връх Еверест, поставен в Кибритена кутия. Това са стотици милиарди тонове в един кубичен милиметър. Например, за да стане по-ясно колко висока е плътността на материята, нека вземем нашата планета с маса от 5,9 × 1024 kg и я „превърнем“ в неутронна звезда.

В резултат на това, за да се изравни плътността неутронна звезда, трябва да се намали до размера на обикновена ябълка, с диаметър 7-10 сантиметра. Плътността на уникалните звездни обекти се увеличава, докато се придвижвате към центъра.

Слоеве и плътност на материята

Външният слой на звездата е представен под формата на магнитосфера. Непосредствено под него плътността на веществото вече достига около един тон на кубичен сантиметър. Предвид познанията ни за Земята, на този момент, това е най-тежкото вещество от откритите елементи. Но не бързайте със заключенията.

Нека продължим нашето изследване на уникалните звезди. Наричат ​​ги още пулсари заради високата скорост на въртене около оста им. Този индикатор за различни обекти варира от няколко десетки до стотици обороти в секунда.

Нека продължим по-нататък в изследването на свръхплътността космически тела. Това е последвано от слой, който има характеристиките на метал, но вероятно е подобен по поведение и структура. Кристалите са много по-малки, отколкото виждаме в кристалната решетка на земните вещества. За да изградите линия от кристали от 1 сантиметър, ще трябва да подредите повече от 10 милиарда елемента. Плътността в този слой е един милион пъти по-висока от тази във външния слой. Това не е най-тежкият материал в звездата. Следва слой, богат на неутрони, чиято плътност е хиляда пъти по-висока от предишния.

Ядрото на неутронната звезда и неговата плътност

Отдолу е ядрото, тук плътността достига своя максимум - два пъти по-висока от горния слой. Основна материя небесно тялосе състои от всички елементарни частици, известни на физиката. С това стигнахме до края на пътуването до ядрото на една звезда в търсене на най-тежкото вещество в космоса.

Мисията за търсене на уникални по плътност вещества във Вселената изглежда е завършена. Но космосът е пълен с мистерии и неоткрити явления, звезди, факти и закономерности.

Черни дупки във Вселената

Трябва да обърнете внимание на това, което вече е отворено днес. Това са черни дупки. Може би това са тези мистериозни предметиможе да са претенденти, че най-тежката материя във Вселената е техният компонент. Имайте предвид, че гравитацията на черните дупки е толкова силна, че светлината не може да избяга.

Според учените материята, привлечена в пространство-времевата област, става толкова плътна, че пространствата между елементарни частицине остава.

За съжаление, отвъд хоризонта на събитията (така наречената граница, където светлината и всеки обект под въздействието на гравитацията не могат да напуснат Черна дупка) следват нашите предположения и косвени предположения, базирани на емисиите на потоци от частици.

Редица учени предполагат, че пространството и времето се смесват отвъд хоризонта на събитията. Има мнение, че те може да са "преход" към друга Вселена. Може би това е вярно, въпреки че е напълно възможно отвъд тези граници да се отвори друго пространство с напълно нови закони. Област, където времето разменя „място“ с пространството. Местоположението на бъдещето и миналото се определя просто от избора на следване. Като нашия избор да тръгнем надясно или наляво.

Потенциално е възможно във Вселената да има цивилизации, които са усвоили пътуването във времето през черни дупки. Може би в бъдеще хората от планетата Земя ще открият тайната на пътуването във времето.

Светът около нас все още е изпълнен с много мистерии, но дори и такива, които отдавна са известни учени по феномении веществата не спират да учудват и радват. Възхищаваме се на ярки цветове, наслаждаваме се на вкусове и използваме свойствата на всякакви вещества, които правят живота ни по-удобен, по-безопасен и по-приятен. В търсене на най-надеждните и здрави материаличовек е направил много вълнуващи открития, а ето селекция от само 25 такива уникални съединения!

25. Диаманти

Ако не всеки, то почти всеки знае това със сигурност. Диамантите са не само едни от най-почитаните скъпоценни камъни, но и един от най-твърдите минерали на Земята. По скалата на Моос (скала за твърдост, която оценява реакцията на минерал към надраскване), диамантът е посочен на ред 10. Скалата има общо 10 позиции, като 10-та е последната и най-тежка степен. Диамантите са толкова твърди, че могат да бъдат надраскани само от други диаманти.

24. Хващащи мрежи на паяк от вида Caerostris darwini


Снимка: pixabay

Трудно е да се повярва, но мрежата на паяка Caerostris darwini (или паяка на Дарвин) е по-здрава от стомана и по-твърда от кевлар. Тази мрежа е призната за най-твърдия биологичен материал в света, въпреки че вече има потенциален конкурент, но данните все още не са потвърдени. Паяжината е тествана за характеристики като напрежение на скъсване, сила на удар, якост на опън и модул на Юнг (свойството на материала да устои на разтягане и натиск по време на еластична деформация), и във всички тези показатели мрежата се показа по най-удивителен начин. Освен това паяжината на Дарвин е невероятно лека. Например, ако увием нашата планета с влакна на Caerostris darwini, теглото на такава дълга нишка ще бъде само 500 грама. Такива дълги мрежи не съществуват, но теоретичните изчисления са просто невероятни!

23. Аерографит


Снимка: BrokenSphere

Тази синтетична пяна е една от най-леките влакнести материалив света и се състои от мрежа от въглеродни тръби с диаметър само няколко микрона. Аерографитът е 75 пъти по-лек от пяната, но в същото време много по-здрав и по-гъвкав. Може да се компресира до 30 пъти първоначалния си размер, без да навреди на изключително еластичната му структура. Благодарение на това свойство аерографитната пяна може да издържи натоварвания до 40 000 пъти собственото си тегло.

22. Метално стъкло от паладий


Снимка: pixabay

Екип от учени от Калифорнийския технологичен институт (Berkeley Lab) е разработил новият видметално стъкло, съчетаващо почти идеална комбинация от здравина и пластичност. Причината за уникалността на новия материал се крие във факта, че неговата химическа структура успешно прикрива крехкостта на съществуващите стъкловидни материали и в същото време поддържа висок праг на издръжливост, което в крайна сметка значително повишава якостта на умора на тази синтетична структура.

21. Волфрамов карбид


Снимка: pixabay

Волфрамовият карбид е невероятен твърд материалс висока устойчивост на износване. При определени условия тази връзка се счита за много крехка, но при голямо натоварване показва уникални пластични свойства, проявяващи се под формата на плъзгащи се ленти. Благодарение на всички тези качества, волфрамовият карбид се използва при производството на бронебойни накрайници и различни съоръжения, включително всички видове фрези, абразивни дискове, свредла, фрези, свредла и други режещи инструменти.

20. Силициев карбид


Снимка: Тия Монто

Силициевият карбид е един от основните материали, използвани за производството на бойни танкове. Това съединение е известно със своята ниска цена, изключителна огнеупорност и висока твърдост и поради това често се използва в производството на оборудване или съоръжения, които трябва да отклоняват куршуми, да режат или шлифоват други издръжливи материали. Силициевият карбид прави отлични абразиви, полупроводници и дори вложки Бижутаимитиращи диаманти.

19. Кубичен борен нитрид


Снимка: wikimedia commons

Кубичният борен нитрид е свръхтвърд материал, близък по твърдост до диаманта, но има и редица отличителни предимства - устойчивост на висока температура и химическа устойчивост. Кубичният борен нитрид не се разтваря в желязо и никел дори при излагане на високи температури, докато диамантът при същите условия влиза химична реакциядостатъчно бързо. Това всъщност е полезно за употребата му в промишлени шлифовъчни инструменти.

18. Полиетилен със свръхвисоко молекулно тегло висока плътност(UHMWPE), марка влакна "Dyneema"


Снимка: Justsail

Високомодулният полиетилен има изключително висока устойчивост на износване, нисък коефициент на триене и висока якост на счупване (надеждност при ниски температури). Днес се смята за най-здравото влакнесто вещество в света. Най-удивителното нещо за този полиетилен е, че е по-лек от водата и в същото време може да спира куршуми! Кабелите и въжетата, изработени от влакна Dyneema, не потъват във вода, не изискват смазване и не променят свойствата си, когато са мокри, което е много важно за корабостроенето.

17. Титанови сплави


Снимка: Alchemist-hp (pse-mendelejew.de)

Титановите сплави са невероятно пластични и показват невероятна здравина при разтягане. В допълнение, те имат висока топлоустойчивост и устойчивост на корозия, което ги прави изключително полезни в области като самолетостроенето, ракетостроенето, корабостроенето, химическото, хранително-вкусовото и транспортното инженерство.

16. Течна метална сплав


Снимка: pixabay

Разработен през 2003 г. в Калифорнийския технологичен институт, този материал е известен със своята здравина и издръжливост. Името на съединението се свързва с нещо крехко и течно, но когато стайна температуравсъщност е необичайно твърд, устойчив на износване, не се страхува от корозия и при нагряване се трансформира като термопласти. Основните области на приложение досега са в производството на часовници, стикове за голф и покрития за мобилни телефони(Vertu, iPhone).

15. Наноцелулоза


Снимка: pixabay

Наноцелулозата е изолирана от дървесни влакна и е нов вид дървен материал, който е по-здрав дори от стомана! Освен това наноцелулозата е и по-евтина. Иновацията има голям потенциал и в бъдеще може сериозно да се конкурира със стъкло и въглеродни влакна. Разработчиците смятат, че този материал скоро ще бъде използван в голямо търсенев производството на военни брони, супергъвкави екрани, филтри, гъвкави батерии, абсорбиращи аерогелове и биогорива.

14. Зъби на охлювчета


Снимка: pixabay

По-рано вече ви разказахме за мрежата за улавяне на паяк Дарвин, която някога беше призната за най-здравия биологичен материал на планетата. Неотдавнашно проучване обаче показа, че лимпетът е най-трайното биологично вещество, известно на науката. Да, тези зъби са по-здрави от мрежата на Caerostris darwini. И това не е изненадващо, защото те са малки морски обитателихранят се с водорасли, растящи на повърхността на сурови скали, и отделят храната от тях рок, тези животни трябва да работят усилено. Учените вярват, че в бъдеще ще можем да използваме примера на влакнестата структура на зъбите на морските кукички в инженерната индустрия и да започнем да строим автомобили, лодки и дори самолети повишена сила, вдъхновен от примера на прости охлюви.

13. Марейджингова стомана


Снимка: pixabay

Мартензитна стомана е високоякостна, високолегирана сплав с отлична пластичност и издръжливост. Материалът се използва широко в ракетната наука и се използва за направата на всякакви инструменти.

12. Осмий


Снимка: Periodictableru / www.periodictable.ru

Осмият е невероятно плътен елемент и поради своята твърдост и висока температуратрудно се топи механична обработка. Ето защо осмият се използва там, където издръжливостта и здравината се ценят най-много. Осмиевите сплави се намират в електрически контакти, ракетна техника, военни снаряди, хирургически импланти и много други приложения.

11. Кевлар


Снимка: wikimedia commons

Кевларът е влакно с висока якост, което може да се намери в гуми на кола, спирачни накладки, кабели, протези и ортопедични продукти, бронежилетки, тъкани за защитни облекла, части за корабостроене и дронове самолет. Материалът е станал почти синоним на здравина и е вид пластмаса с невероятно висока якост и еластичност. Якостта на опън на кевлара е 8 пъти по-висока от тази на стоманената тел и започва да се топи при температура от 450 ℃.

10. Полиетилен с висока плътност със свръхвисоко молекулно тегло, марка влакна Spectra


Снимка: Томас Кастелазо, www.tomascastelazo.com / Wikimedia Commons

UHMWPE по същество е много издръжлива пластмаса. Spectra, UHMWPE марка, от своя страна е леко влакно с най-висока устойчивост на износване, 10 пъти превъзхождащо стоманата по този показател. Подобно на Kevlar, Spectra се използва в производството на бронежилетки и защитни каски. Заедно с UHMWPE, марката Dynimo Spectrum е популярна в корабостроителната и транспортната индустрия.

9. Графен


Снимка: pixabay

Графенът е алотроп на въглерода и кристалната му решетка с дебелина само един атом е толкова силна, че е 200 пъти по-твърда от стоманата. Графенът изглежда така домакинско фолио, но разбиването му е почти невъзможна задача. За да пробиете лист графен, ще трябва да забие молив в него, върху който ще трябва да балансирате товар, който тежи цял училищен автобус. Късмет!

8. Хартия от въглеродни нанотръби


Снимка: pixabay

Благодарение на нанотехнологиите учените са успели да направят хартия, която е 50 хиляди пъти по-тънка от човешки косъм. Листовете от въглеродни нанотръби са 10 пъти по-леки от стоманата, но най-удивителното е, че са цели 500 пъти по-здрави от стоманата! Макроскопичните плочи от нанотръби са най-обещаващи за производството на електроди на суперкондензатор.

7. Метална микрорешетка


Снимка: pixabay

Това е най-лекият метал в света! Металната микрорешетка е синтетичен порест материал, който е 100 пъти по-лек от дунапрена. Но го остави външен видНе се заблуждавайте, тези микромрежи също са невероятно силни, което им дава голям потенциал за използване във всякакви инженерни области. Те могат да се използват за направата на отлични амортисьори и топлоизолатори, и невероятна способностТози метал се свива и се връща в първоначалното си състояние, което му позволява да се използва за съхраняване на енергия. Металните микрорешетки също се използват активно в производството различни частиза самолети на американската компания Боинг.

6. Въглеродни нанотръби


Снимка: Потребител Mstroeck / en.wikipedia

Вече говорихме по-горе за ултраздрави макроскопични плочи, направени от въглеродни нанотръби. Но какъв вид материал е това? По същество това са равнини от графен, навити в тръба (9-та точка). Резултатът е невероятно лек, еластичен и издръжлив материал с широка гама от приложения.

5. Аерограф


Снимка: wikimedia commons

Известен още като графенов аерогел, този материал е изключително лек и същевременно здрав. Новият тип гел напълно заменя течната фаза с газообразна и се характеризира със сензационна твърдост, топлоустойчивост, ниска плътност и ниска топлопроводимост. Невероятно, графеновият аерогел е 7 пъти по-лек от въздуха! Уникалното съединение е в състояние да възстанови оригиналната си форма дори след 90% компресия и може да абсорбира количество масло, което е 900 пъти теглото на аерографена, използван за абсорбиране. Може би в бъдеще този клас материали ще помогне в борбата с такива екологични катастрофикато нефтени разливи.

4. Материал без заглавие, разработен от Масачузетския технологичен институт (MIT)


Снимка: pixabay

Докато четете това, екип от учени от MIT работи за подобряване на свойствата на графена. Изследователите казаха, че вече са успели да превърнат двуизмерната структура на този материал в триизмерна. Новото вещество графен все още не е получило името си, но вече е известно, че плътността му е 20 пъти по-малка от тази на стоманата, а здравината му е 10 пъти по-висока от тази на стоманата.

3. Карбин


Снимка: Smokefoot

Въпреки че представлява само линейни вериги от въглеродни атоми, карбинът има 2 пъти по-голяма якост на опън от графена и е 3 пъти по-твърд от диаманта!

2. Вюрцитна модификация на борен нитрид


Снимка: pixabay

Това новооткрито естествено вещество се образува по време на вулканични изригвания и е с 18% по-твърдо от диамантите. Въпреки това, той превъзхожда диамантите по редица други параметри. Вюрцитовият борен нитрид е едно от само 2 естествени вещества, открити на Земята, което е по-твърдо от диаманта. Проблемът е, че има много малко такива нитриди в природата и следователно те не са лесни за изучаване или прилагане на практика.

1. Лонсдейлит


Снимка: pixabay

Известен също като шестоъгълен диамант, лонсдейлитът се състои от въглеродни атоми, но в тази модификация атомите са подредени малко по-различно. Подобно на вюрцитовия борен нитрид, лонсдейлитът е естествено вещество, превъзхождащо по твърдост диаманта. Освен това този удивителен минерал е с цели 58% по-твърд от диаманта! Подобно на вюрцитовия борен нитрид, това съединение е изключително рядко. Понякога лонсдейлитът се образува по време на сблъсъка на метеорити, съдържащи графит, със Земята.

Най-леките и изключително издръжливи материали се наричат ​​бъдещето на строителството. Тези материали ще помогнат за създаването на по-енергийно ефективни и екологични обекти във всички области на живота на хората - от медицинските технологии до транспорта.

Сред многото иновативни материали, които не толкова отдавна изглеждаха просто научна фантастика, са особено напреднали и обещаващи:

3D графен

Изработен от чист въглерод, този ултратънък графен се счита за един от най-здравите материали на Земята. Но наскоро изследователи от MIT успяха да трансформират двуизмерния графен в триизмерна структура. Създадоха нов материал с пореста структура. Плътността на 3D графена е само 5 процента от тази на стоманата, но поради специалната си структура е 10 пъти по-здрав от стоманата.

Според създателите 3D графенът има голям потенциал за използване в много области.

Що се отнася до технологията на нейното създаване, тя може да бъде приложена към други материали, от полимери до конструкционен бетон. Това не само ще произведе конструкции, които са по-здрави и по-леки, но и ще имат повишени изолационни свойства. В допълнение, порестите структури могат да се използват в системи за филтриране на вода или отпадъци от химически заводи.

Карбин

Миналата пролет екип от австрийски изследователи успешно синтезира Carbyne, форма на въглерод, която е най-здравият известен материал и дори превъзхожда графена.

Карбинът се състои от едномерна верига от въглеродни атоми, която е химически реактивна, което го прави много труден за синтез. Смята се, че негъвкавият материал е два пъти по-здрав от въглеродните нанотръби. Carbyne може да се използва в наномеханиката, нано- и микроелектрониката.

Аерографит

Изработен от мрежа от порести въглеродни тръби, аерографитът е синтетична пяна. Това е един от най-леките структурни материали, създавани някога. Аерографитът е разработен от изследователи от университета в Кил и Технически университетХамбург. Аерографитът може да се произвежда в различни форми, плътността му е само 180 g/m 3, което е 75 пъти по-леко от експандирания полистирол. Този материал може да се използва в електродите на литиево-йонни батерии, за да се намали теглото им.

Аерограф

Известен също като графенов аерогел, той е лек материалс плътност само 0,16 mlg/cm 3, което е 7,5 пъти по-малко от плътността на въздуха. В допълнение, той е много еластичен материал и може да абсорбира до 900 пъти повече масло и вода, отколкото тежи. Това свойство на аерографена е много важно: той ще може да абсорбира нефтени разливи в океаните.

Той има подобни свойства, които вече се тестват от изследователи от Аргон.

Абонирайте се за сайта

Момчета, влагаме душата си в сайта. Благодаря ти за това
че откривате тази красота. Благодаря за вдъхновението и настръхването.
Присъединете се към нас FacebookИ Във връзка с

Определението за якост означава способността на материалите да не се поддават на разрушаване в резултат на въздействието на външни сили и фактори, водещи до вътрешно напрежение. Материалите с висока якост имат широко приложение. В природата аз съществувам не само твърди металии издръжливи дървесни видове, но също и изкуствено създадени материали с висока якост. Много хора са сигурни, че най-твърдият материал в света е диамантът, но дали това наистина е вярно?

Главна информация:

Дата на откриване: началото на 60-те години;

Откриватели - Сладков, Кудрявцев, Коршак, Касаткин;

Плътност – 1,9-2 g/cm3.

Наскоро учени от Австрия завършиха работата по установяване на устойчиво производство на карбин, който е алотропна форма на въглерод, базирана на sp-хибридизация на въглеродни атоми. Неговите якостни показатели са 40 пъти по-високи от тези на диаманта. Информация за това е публикувана в един от броевете на научното печатно периодично издание „Nature Materials“.

След внимателно проучване на свойствата му, учените обясниха, че силата му не може да се сравни с никой досега открит и изследван материал. Производственият процес обаче среща значителни трудности: структурата на карбина се формира от въглеродни атоми, събрани в дълги вериги, в резултат на което започва да се разпада по време на производствения процес.

За да отстранят идентифицирания проблем, физици от държавния университет във Виена създадоха специално защитно покритие, в което е синтезиран карбин. Като защитно покритиеизползвани са слоеве графен, поставени един върху друг и навити в „термос“. Докато физиците работиха усилено, за да постигнат стабилни форми, те откриха, че електрическите свойства на материала се влияят от дължината на атомната верига.

Изследователите не са се научили как да извличат карбин от защитно покритие без повреди, така че изследването на новия материал продължава, учените се ръководят само от относителната стабилност на атомните вериги.

Карбинът е малко проучена алотропна модификация на въглерода, чиито откриватели са съветските химици: А. М. Сладков, Ю. П. Кудрявцев, В. В. Коршак и В. И. Касаточкин. Информация за резултата от експеримента с Подробно описаниеоткриването на материала през 1967 г. се появява на страниците на едно от най-големите научни списания - „Доклади на Академията на науките на СССР“. 15 години по-късно в американското научно списание Science се появява статия, която поставя под съмнение резултатите, получени от съветските химици. Оказа се, че сигналите, приписани на малко проучената алотропна модификация на въглерода, могат да бъдат свързани с наличието на силикатни примеси. През годините подобни сигнали са откривани в междузвездното пространство.

Главна информация:

Откриватели – Гейм, Новоселов;

Топлопроводимост – 1 TPa.

Графенът е двуизмерна алотропна модификация на въглерода, в която атомите са комбинирани в шестоъгълна решетка. Въпреки високата якост на графена, дебелината на неговия слой е 1 атом.

Откривателите на материала са руските физици Андрей Гейм и Константин Новоселов. Учените не са получили финансова подкрепа в собствената си страна и решават да се преместят в Холандия и Обединеното кралство Великобритания и Северна Ирландия. През 2010 г. учените получиха Нобелова награда.

Върху лист графен, чиято площ е равна на единица квадратен метър, а дебелината е един атом, могат да се държат свободно предмети с тегло до четири килограма. Освен че е изключително издръжлив материал, графенът е и много гъвкав. В бъдеще от материал с такива характеристики ще бъде възможно да се тъкат нишки и други въжени конструкции, които не са по-ниски по здравина от дебелото стоманено въже. При определени условия материалът, открит от руските физици, може да се справи с увреждане на кристалната структура.

Главна информация:

Година на откриване: 1967 г.;

Цвят – кафяво-жълт;

Измерена плътност – 3,2 g/cm3;

Твърдост – 7-8 единици по скалата на Моос.

Структурата на лонсдейлита, открита в метеоритен кратер, е подобна на диаманта; и двата материала са алотропни модификации на въглерода. Най-вероятно в резултат на експлозията графитът, който е един от компонентите на метеорита, се е превърнал в лонсдейлит. По време на откриването на материала учените не са отбелязали високи нива на твърдост, но е доказано, че ако в него няма примеси, той няма да бъде по-нисък по никакъв начин висока твърдостдиамант

Обща информация за борен нитрид:

Плътност – 2.18 g/cm3;

Точка на топене – 2973 градуса по Целзий;

Кристална структура – ​​шестоъгълна решетка;

Топлопроводимост – 400 W/(m×K);

Твърдост – по-малко от 10 единици по скалата на Моос.

Основните разлики между вюрцитовия борен нитрид, който е съединение на бор и азот, са термична и химическа устойчивост и устойчивост на огън. Материалът може да има различни кристални форми. Например, графитът е най-мекият, но в същото време стабилен, използва се в козметологията. Структура на сфалерита в кристална решеткаподобни на диамантите, но по-ниски по отношение на мекотата, като същевременно имат по-добра химическа и термична устойчивост. Такива свойства на вюрцитовия борен нитрид позволяват използването му в оборудване за високотемпературни процеси.

Главна информация:

Твърдост – 1000 H/m2;

Якост – 4 Gn/m2;

Годината на откриването на металното стъкло е 1960 г.

Металното стъкло е материал с висока твърдост и неподредена структура на атомно ниво. Основната разлика между структурата на металното стъкло и обикновеното стъкло е неговата висока електропроводимост. Такива материали се получават в резултат на реакция в твърдо състояние, бързо охлаждане или йонно облъчване. Учените са се научили да измислят аморфни метали, чиято якост е 3 пъти по-голяма от тази на стоманените сплави.

Главна информация:

Граница на еластичност – 1500 MPa;

KCU – 0,4-0,6 MJ/m2.

Главна информация:

Ударна якост на KST – 0,25-0,3 MJ/m2;

Граница на еластичност – 1500 MPa;

KCU – 0,4-0,6 MJ/m2.

Марейджинг стоманите са железни сплави, които имат висока якост на удар, без да губят своята пластичност. Въпреки тези характеристики, материалът не издържа режещ ръб. Сплавите, получени чрез топлинна обработка, са вещества с ниско съдържание на въглерод, които черпят силата си от интерметални съединения. Сплавта съдържа никел, кобалт и други карбидообразуващи елементи. Този вид високоякостна, високолегирана стомана е лесна за обработка, поради ниското съдържание на въглерод в състава си. Материал с такива характеристики е намерил приложение в космическата област, използва се като покритие за корпуси на ракети.

Осмий

Главна информация:

Година на откриване – 1803 г.;

Структурата на решетката е шестоъгълна;

Топлопроводимост – (300 K) (87,6) W/(m×K);

Точка на топене – 3306 К.

Блестящ, синкаво-бял метал с висока якост принадлежи към групата на платината. Осмий, притежаващ висока атомна плътност, изключителна огнеупорност, крехкост, висока якост, твърдост и устойчивост на механични натоварвания и агресивни въздействия заобикаляща среда, се използва широко в хирургията, инструментите, химическата промишленост, електронната микроскопия, ракетната техника и електронното оборудване.

Главна информация:

Плътност – 1,3-2,1 t/m3;

Якостта на въглеродните влакна е 0,5-1 GPa;

Модулът на еластичност на високоякостните въглеродни влакна е 215 GPa.

Въглерод-въглеродните композити са материали, които се състоят от въглеродна матрица, която от своя страна е подсилена с въглеродни влакна. Основните характеристики на композитите са висока якост, гъвкавост и якост на удар. Структура композитни материалиможе да бъде еднопосочен или триизмерен. Благодарение на тези качества, композитите са широко използвани в различни области, включително космическата индустрия.

Главна информация:

Официалната година на откриване на паяка е 2010 г.;

>Ударната якост на платното е 350 MJ/m3.

За първи път паяк, плетещ огромни мрежи, беше открит близо до Африка, на островната държава Мадагаскар. Този вид паяк е официално открит през 2010 г. Учените се интересуваха предимно от мрежите, изтъкани от членестоноги. Диаметърът на кръговете на носещата нишка може да достигне до два метра. Здравината на мрежата на Дарвин надвишава тази на синтетичния кевлар, използван в авиационната и автомобилната индустрия.

Главна информация:

Топлопроводимост – 900-2300 W/(m×K);

Точка на топене при налягане 11 GPa – 3700-4000 градуса по Целзий;

Плътност – 3,47-3,55 g/cm3;

Коефициент на пречупване – 2.417-2.419.

Диамантът в превод от старогръцки означава „неразрушим“, но учените са открили още 9 елемента, които го превъзхождат по сила. Въпреки безкрайното съществуване на диаманта в обикновена среда, при високи температури и инертен газ той може да се превърне в графит. Диамантът е стандартният елемент (по скалата на Моос), който има една от най-високите стойности на твърдост. Той, подобно на много скъпоценни камъни, се характеризира с луминесценция, която му позволява да блести, когато е изложен на слънчева светлина.