I ima veoma izdržljiv materijal. Najizdržljiviji materijal na svijetu je Carbin. Neutronske zvijezde su super gusti svemirski objekti

Svako od vas zna da dijamant danas ostaje standard tvrdoće. Prilikom određivanja mehaničke tvrdoće materijala koji postoje na zemlji, tvrdoća dijamanta se uzima kao standard: kada se mjeri Mohsovom metodom - u obliku površinskog uzorka, Vickersovom ili Rockwellovom metodom - kao indenter (što više solidan kada se ispituje tijelo manje tvrdoće). Danas postoji nekoliko materijala čija se tvrdoća približava karakteristikama dijamanta.

Uporedite u ovom slučaju originalni materijali, na osnovu njihove mikrotvrdoće prema Vickers metodi, kada se materijal smatra supertvrdim pri vrijednostima većim od 40 GPa. Tvrdoća materijala može varirati ovisno o karakteristikama sinteze uzorka ili smjeru opterećenja primijenjenog na njega.

Fluktuacije u vrijednostima tvrdoće od 70 do 150 GPa su općenito utvrđen koncept za čvrste materijale, iako se 115 GPa smatra referentnom vrijednošću. Pogledajmo 10 najtvrđih materijala, osim dijamanta, koji postoje u prirodi.

10. Bor suboksid (B 6 O) - tvrdoća do 45 GPa

Borov suboksid ima sposobnost stvaranja zrna u obliku ikosaedara. Formirana zrna nisu izolirani kristali ili varijeteti kvazikristala, već su svojevrsni dvojni kristali, koji se sastoje od dva tuceta uparenih tetraedarskih kristala.

10. Renijum diborid (ReB 2) - tvrdoća 48 GPa

Mnogi istraživači postavljaju pitanje da li se ovaj materijal može klasifikovati kao supertvrda vrsta materijala. Ovo je uzrokovano vrlo neobičnim mehanička svojstva veze.

Smjenjivanje različitih atoma sloj po sloj čini ovaj materijal anizotropnim. Stoga su mjerenja tvrdoće različita u prisustvu različitih tipova kristalografskih ravnina. Dakle, ispitivanja renijum diborida pri malim opterećenjima daju tvrdoću od 48 GPa, a sa povećanjem opterećenja tvrdoća postaje znatno niža i iznosi približno 22 GPa.

8. Magnezijum aluminijum borid (AlMgB 14) - tvrdoća do 51 GPa

Sastav je mešavina aluminijuma, magnezijuma, bora sa malim trenjem klizanja, kao i visoka tvrdoća. Ove kvalitete bi mogle biti blagodat za proizvodnju modernih mašina i mehanizama koji rade bez podmazivanja. Ali korištenje materijala u ovoj varijanti i dalje se smatra pretjerano skupim.

AlMgB14 - specijalni tanki filmovi stvoreni pomoću pulsnog laserskog taloženja, imaju sposobnost mikrotvrdoće do 51 GPa.

7. Bor-ugljenik-silicijum - tvrdoća do 70 GPa

Osnova takvog spoja daje leguri kvalitete koji podrazumijevaju optimalnu otpornost na negativne kemijske utjecaje i visoke temperature. Ovaj materijal ima mikrotvrdoću do 70 GPa.

6. Bor karbid B 4 C (B 12 C 3) - tvrdoća do 72 GPa

Drugi materijal je bor karbid. Supstanca je postala prilično aktivno korištena u različitim oblastima industrije skoro odmah nakon njenog pronalaska u 18. veku.

Mikrotvrdoća materijala dostiže 49 GPa, ali je dokazano da se ta brojka može povećati dodavanjem jona argona u strukturu kristalne rešetke - do 72 GPa.

5. Ugljen-bor nitrid - tvrdoća do 76 GPa

Istraživači i naučnici iz cijelog svijeta već dugo pokušavaju sintetizirati složene supertvrde materijale, sa već postignutim opipljivim rezultatima. Komponente spoja su atomi bora, ugljika i dušika - slične veličine. Kvalitativna tvrdoća materijala dostiže 76 GPa.

4. Nanostrukturirani kubonit - tvrdoća do 108 GPa

Materijal se naziva i kingsongit, borazon ili elbor, a ima i jedinstvene kvalitete koji se uspješno koriste u modernoj industriji. Sa vrijednostima tvrdoće kubonita od 80-90 GPa, blizu standardu dijamanta, sila Hall-Petch zakona može uzrokovati njihovo značajno povećanje.

To znači da se smanjenjem veličine kristalnih zrna povećava i tvrdoća materijala - postoje određene mogućnosti za povećanje do 108 GPa.

3. Wurtzit bor nitrid - tvrdoća do 114 GPa

Kristalna struktura vurcita osigurava visoku tvrdoću ovom materijalu. S lokalnim strukturnim modifikacijama, tijekom primjene određene vrste opterećenja, veze između atoma u rešetki tvari se redistribuiraju. U ovom trenutku kvalitetna tvrdoća materijala raste za 78%.

Lonsdaleit je alotropska modifikacija ugljika i ima jasnu sličnost s dijamantom. Čvrsto detektirano prirodni materijal nalazio se u meteoritskom krateru, formiranom od grafita - jedne od komponenti meteorita, ali nije imao rekordnu snagu.

Naučnici su još 2009. godine dokazali da odsustvo nečistoća može dati tvrdoću veću od tvrdoće dijamanta. U ovom slučaju se mogu postići visoke vrijednosti tvrdoće, kao u slučaju wurtzit bor nitrida.

Polimerizovani fulerit se u naše vreme smatra najtvrđim materijalom poznatim nauci. Ovo je strukturirani molekularni kristal, čiji se čvorovi sastoje od cijelih molekula, a ne od pojedinačnih atoma.

Fullerit ima tvrdoću do 310 GPa i može izgrebati površinu dijamanta kao obična plastika. Kao što vidite, dijamant više nije najtvrđi prirodni materijal na svijetu; tvrđi spojevi su dostupni nauci.

Do sada, ovo su najtvrđi materijali na Zemlji poznati nauci. Sasvim je moguće da nas uskoro očekuju nova otkrića i otkrića u oblasti hemije/fizike, koja će nam omogućiti da postignemo veću tvrdoću.

Pretplatite se na stranicu

Ljudi, uložili smo dušu u stranicu. Hvala vam na tome
da otkrivaš ovu lepotu. Hvala na inspiraciji i naježim se.
Pridružite nam se Facebook I U kontaktu sa

Definicija čvrstoće označava sposobnost materijala da ne podlegnu razaranju kao rezultatu utjecaja vanjskih sila i faktora koji dovode do unutrašnjeg naprezanja. Materijali visoke čvrstoće imaju široku primjenu. U prirodi ne postoje samo tvrdi metali i izdržljive vrste drveta, već i umjetno stvoreni materijali visoke čvrstoće. Mnogi ljudi su u to uvjereni najviše izdržljiv materijal u svijetu je to dijamant, ali da li je zaista tako?

Opće informacije:

Datum otvaranja: početak 60-ih;

Otkrivači - Sladkov, Kudryavtsev, Korshak, Kasatkin;

Gustina – 1,9-2 g/cm3.

Nedavno su naučnici iz Austrije završili rad na uspostavljanju održive proizvodnje karbina, alotropnog oblika ugljenika zasnovanog na sp-hibridizaciji atoma ugljenika. Njegovi pokazatelji čvrstoće su 40 puta veći od onih kod dijamanta. Informacija o tome objavljena je u jednom od brojeva naučnog štampanog časopisa „Materijal prirode“.

Nakon pažljivog proučavanja njegovih svojstava, naučnici su objasnili da se njegova snaga ne može porediti sa bilo kojim ranije otkrivenim i proučavanim materijalom. Međutim, proizvodni proces je naišao na značajne poteškoće: struktura karbina se formira od atoma ugljika skupljenih u duge lance, zbog čega se počinje raspadati tokom procesa proizvodnje.

Kako bi otklonili identificirani problem, fizičari sa javnog univerziteta u Beču stvorili su poseban zaštitni premaz u kojem je sintetiziran karbin. As zaštitni premaz korišćeni su slojevi grafena, stavljeni jedan na drugi i umotani u "termos". Dok su fizičari naporno radili da postignu stabilne forme, otkrili su da na električna svojstva materijala utiče dužina atomskog lanca.

Istraživači nisu naučili kako da izvuku karbin iz zaštitnog premaza bez oštećenja, pa se proučavanje novog materijala nastavlja, naučnici se vode samo relativnom stabilnošću atomskih lanaca.

Carbyne je malo proučena alotropska modifikacija ugljika, čiji su otkrivači bili sovjetski hemičari: A.M. Sladkov, Yu.P. Kudryavtsev, V.V. Korshak i V.I. Kasatochkin. Informacije o rezultatu eksperimenta sa Detaljan opis otkriće materijala 1967. godine pojavilo se na stranicama jednog od najvećih naučnih časopisa - "Izvještaji Akademije nauka SSSR-a". 15 godina kasnije, u američkom naučnom časopisu Science pojavio se članak koji je doveo u sumnju rezultate sovjetskih hemičara. Pokazalo se da bi signali koji se pripisuju malo proučenoj alotropskoj modifikaciji ugljika mogli biti povezani s prisustvom silikatnih nečistoća. Tokom godina, slični signali su otkriveni u međuzvjezdanom prostoru.

Opće informacije:

Otkrivači – Geim, Novoselov;

Toplotna provodljivost – 1 TPa.

Grafen je dvodimenzionalna alotropska modifikacija ugljika u kojoj su atomi spojeni u heksagonalnu rešetku. Uprkos visokoj čvrstoći grafena, debljina njegovog sloja je 1 atom.

Otkrivači materijala bili su ruski fizičari Andrej Gejm i Konstantin Novoselov. Naučnici nisu dobili finansijsku podršku u svojoj zemlji i odlučili su da se presele u Holandiju i Ujedinjeno Kraljevstvo Velike Britanije i Sjeverne Irske. Naučnici su 2010. godine dobili Nobelovu nagradu.

Na listu grafena čija je površina jednaka jedan kvadratnom metru, a debljina je jedan atom, predmeti teški do četiri kilograma mogu se slobodno držati. Osim što je vrlo izdržljiv materijal, grafen je i vrlo fleksibilan. U budućnosti, od materijala s takvim karakteristikama bit će moguće tkati niti i druge strukture užadi koje nisu inferiorne po čvrstoći od debelog čeličnog užeta. Pod određenim uvjetima, materijal koji su otkrili ruski fizičari može se nositi s oštećenjem kristalne strukture.

Opće informacije:

Godina otvaranja: 1967;

Boja – smeđe-žuta;

Izmjerena gustina – 3,2 g/cm3;

Tvrdoća – 7-8 jedinica po Mohsovoj skali.

Struktura lonsdaleita, otkrivenog u meteoritskom krateru, slična je dijamantu; oba materijala su alotropske modifikacije ugljika. Najvjerovatnije se kao rezultat eksplozije grafit, koji je jedna od komponenti meteorita, pretvorio u lonsdaleit. U vrijeme otkrića materijala, naučnici nisu primijetili visoku razinu tvrdoće, međutim, dokazano je da ako ne sadrži nečistoće, ni na koji način neće biti inferioran visokoj tvrdoći dijamanta.

Opće informacije o borovom nitridu:

Gustina – 2,18 g/cm3;

Tačka topljenja – 2973 stepeni Celzijusa;

Kristalna struktura – heksagonalna rešetka;

Toplotna provodljivost – 400 W/(m×K);

Tvrdoća – manje od 10 jedinica po Mohsovoj skali.

Glavne razlike između wurtzit bor nitrida, koji je spoj bora i dušika, su termička i hemijska otpornost i otpornost na vatru. Materijal može imati različite kristalne oblike. Na primjer, grafit je najmekši, ali istovremeno i stabilan, koristi se u kozmetologiji. Struktura sfalerita u kristalnoj rešetki slična je dijamantima, ali je inferiornija u pogledu mekoće, dok ima bolju hemijsku i termičku otpornost. Ovakva svojstva wurtzit bor nitrida omogućavaju njegovu upotrebu u opremi za visokotemperaturne procese.

Opće informacije:

Tvrdoća – 1000 H/m2;

Čvrstoća – 4 Gn/m2;

Godina otkrića metalnog stakla bila je 1960.

Metalno staklo je materijal visoke tvrdoće i neuređene strukture na atomskom nivou. Glavna razlika između strukture metalnog stakla i običnog stakla je njegova visoka električna provodljivost. Takvi materijali nastaju kao rezultat reakcije u čvrstom stanju, brzog hlađenja ili ionskog zračenja. Naučnici su naučili da pronađu amorfne metale, čija je čvrstoća 3 puta veća od čvrstine čeličnih legura.

Opće informacije:

Granica elastičnosti – 1500 MPa;

KCU – 0,4-0,6 MJ/m2.

Opće informacije:

Čvrstoća na udar KST – 0,25-0,3 MJ/m2;

Granica elastičnosti – 1500 MPa;

KCU – 0,4-0,6 MJ/m2.

Maraging čelici su legure željeza koje imaju visoku udarnu čvrstoću bez gubitka duktilnosti. Uprkos ovim karakteristikama, materijal se ne drži oštrica. Legure dobivene toplinskom obradom su tvari s niskim udjelom ugljika koje svoju snagu preuzimaju od intermetalnih spojeva. Legura sadrži nikl, kobalt i druge elemente koji formiraju karbide. Ova vrsta visokolegiranog čelika visoke čvrstoće se lako obrađuje, zbog niskog sadržaja ugljika u svom sastavu. Materijal sa takvim karakteristikama našao je primenu u vazduhoplovstvu, koristi se kao premaz za kućišta raketa.

Osmijum

Opće informacije:

Godina otvaranja – 1803;

Struktura rešetke je heksagonalna;

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

Tačka topljenja – 3306 K.

Sjajni, plavičasto-bijeli metal visoke čvrstoće pripada grupi platine. Osmijum, koji ima veliku atomsku gustinu, izuzetnu vatrostalnost, krhkost, veliku čvrstoću, tvrdoću i otpornost na mehanička opterećenja i agresivne uticaje okruženje, ima široku primenu u hirurgiji, instrumentaciji, hemijskoj industriji, elektronskoj mikroskopiji, raketnoj i elektronskoj opremi.

Opće informacije:

Gustina – 1,3-2,1 t/m3;

Čvrstoća karbonskih vlakana je 0,5-1 GPa;

Modul elastičnosti karbonskih vlakana visoke čvrstoće je 215 GPa.

Ugljik-ugljični kompoziti su materijali koji se sastoje od karbonske matrice, koja je zauzvrat ojačana karbonskim vlaknima. Glavne karakteristike kompozita su visoka čvrstoća, fleksibilnost i udarna čvrstoća. Struktura kompozitnih materijala može biti jednosmjerna ili trodimenzionalna. Zbog ovih kvaliteta, kompoziti se široko koriste u raznim oblastima, uključujući vazduhoplovnu industriju.

Opće informacije:

Zvanična godina otkrića pauka je 2010.;

>Udarna čvrstoća mreže je 350 MJ/m3.

Prvi put je pauk koji plete ogromne mreže otkriven u blizini Afrike, na ostrvskoj državi Madagaskar. Ova vrsta pauka službeno je otkrivena 2010. godine. Naučnike su prvenstveno zanimale mreže koje su tkali artropodi. Prečnik krugova na potpornom navoju može doseći i do dva metra. Snaga Darwinove mreže premašuje onu sintetičkog kevlara koji se koristi u zrakoplovnoj i automobilskoj industriji.

Opće informacije:

Toplotna provodljivost – 900-2300 W/(m×K);

Tačka topljenja pri pritisku od 11 GPa – 3700-4000 stepeni Celzijusa;

Gustina – 3,47-3,55 g/cm3;

Indeks loma – 2,417-2,419.

Dijamant, u prevodu sa starogrčkog, znači "neuništiv", ali naučnici su otkrili još 9 elemenata koji su superiorniji od njega u pogledu snage. Unatoč beskrajnom postojanju dijamanta u običnom okruženju, na visokim temperaturama i inertnom plinu može se pretvoriti u grafit. Dijamant je standardni element (na Mohsovoj skali), koji ima jednu od najvećih vrijednosti tvrdoće. Za njega, kao i za mnoge drago kamenje, odlikuje se luminiscencijom, omogućavajući joj da sija kada je izložen sunčevoj svjetlosti.

Izdržljivi materijali imaju široku primjenu. Ne postoji samo najtvrđi metal, već i najtvrđe i najtrajnije drvo, kao i najizdržljiviji umjetno stvoreni materijali.

Gdje se koriste najtrajniji materijali?

Vlačna čvrstoća ovog električno vodljivog vlakna je tri puta veća od vlačne čvrstoće mreže pauka koji plete kugle. Dobijeni materijal se koristi za izradu ultralakih pancira i sportske opreme. Naziv drugog izdržljivog materijala je ONNEX, kreiran po nalogu Ministarstva odbrane SAD. Pored upotrebe u proizvodnji pancira, novi materijal se može koristiti i u sistemima kontrole leta, senzorima i motorima.

Postoji tehnologija koju su razvili naučnici, zahvaljujući kojoj se transformacijom aerogela dobijaju jaki, tvrdi, prozirni i lagani materijali. Na osnovu njih moguće je proizvesti lagane oklope, oklope za tenkove i izdržljive građevinske materijale.

Novosibirski naučnici izumili su plazma reaktor novog principa, zahvaljujući kojem je moguće proizvesti nanotubulen - ultra jak vještački materijal. Ovaj materijal je otkriven prije dvadeset godina. To je masa elastične konzistencije. Sastoji se od pleksusa koji se ne mogu vidjeti golim okom. Debljina zidova ovih pleksusa je jedan atom.

Činjenica da se čini da su atomi ugniježđeni jedan u drugi prema principu "ruske lutke" čini nanotubulen najtrajnijim materijalom od svih poznatih. Kada se ovaj materijal doda u beton, metal i plastiku, njihova čvrstoća i električna provodljivost se značajno povećavaju. Nanotubulen će pomoći da automobili i avioni budu izdržljiviji. Ako novi materijal dođe u široku proizvodnju, tada putevi, kuće i oprema mogu postati vrlo izdržljivi. Biće ih veoma teško uništiti. Nanotubulen još nije uveden u široku proizvodnju zbog svoje visoke cijene. Međutim, novosibirski naučnici uspjeli su značajno smanjiti cijenu ovog materijala. Sada se nanotubulen može proizvoditi ne u kilogramima, već u tonama.

Najtvrđi metal

Ovaj metal se koristi u industriji, taljenju kromiranog čelika, nihroma i tako dalje. Koristi se za zaštitu od korozije i dekorativni premazi. Kameni meteoriti koji padaju na Zemlju veoma su bogati hromom.

Najizdržljivije drvo

Drvo je jedan i pol puta jače od lijevanog željeza, a njegova čvrstoća na savijanje je približno jednaka onoj u željezu. Zbog ovih svojstava, gvozdena breza ponekad može zameniti metal, jer ovo drvo nije podložno koroziji i truljenju. Trup plovila od željezne breze nije potrebno ni farbati, brod neće biti uništen od korozije, a ne boji se ni kiselina.

Šmitova breza se ne može probiti metkom, ne možete je sasjeći sjekirom. Od svih breza na našoj planeti, gvozdena breza je najdugovječnija - živi četiri stotine godina. Njegovo stanište je rezervat prirode Kedrovaya Pad. Ovo je rijetka zaštićena vrsta koja je uvrštena u Crvenu knjigu. Da nije takve rijetkosti, ultra-čvrsto drvo ovog drveta moglo bi se koristiti svuda.

Ali najviša stabla na svijetu, sekvoje, nisu baš izdržljiv materijal.

Najjači materijal u svemiru

Grafen će uskoro napustiti naučne laboratorije. Svi naučnici u svetu danas govore o njegovim jedinstvenim svojstvima. Dakle, nekoliko grama materijala će biti dovoljno da se pokrije cijelo fudbalsko igralište. Grafen je vrlo fleksibilan i može se savijati, savijati ili kotrljati.

Moguća područja njegove upotrebe: solarni paneli, mobilni telefoni, ekrani osjetljivi na dodir, super-brzi kompjuterski čipovi.
Pretplatite se na naš kanal u Yandex.Zen

Svijet oko nas još uvijek je prepun mnogih misterija, ali čak i onih koje su odavno poznate naučnici fenomena a supstance nikada ne prestaju da zadivljuju i oduševljavaju. Divimo se jarkim bojama, uživamo u ukusima i koristimo svojstva svih vrsta supstanci koje čine naš život udobnijim, sigurnijim i ugodnijim. U potrazi za najpouzdanijim i jaki materijaličovjek je napravio mnoga uzbudljiva otkrića, a evo izbora od samo 25 takvih jedinstvenih spojeva!

25. Dijamanti

Ako ne svi, onda skoro svi to sigurno znaju. Dijamanti nisu samo jedno od najcjenjenijih dragog kamenja, već i jedan od najtvrđih minerala na Zemlji. Na Mohsovoj skali (skala tvrdoće koja procjenjuje reakciju minerala na grebanje), dijamant je naveden u redu 10. Ukupno ima 10 pozicija na ljestvici, a 10. je posljednji i najteži stepen. Dijamanti su toliko tvrdi da ih mogu izgrebati samo drugi dijamanti.

24. Hvatanje mreže vrste pauka Caerostris darwini


Fotografija: pixabay

Teško je povjerovati, ali mreža pauka Caerostris darwini (ili Darwinovog pauka) jača je od čelika i tvrđa od Kevlara. Ova mreža je prepoznata kao najtvrđi biološki materijal na svijetu, iako sada već ima potencijalnog konkurenta, ali podaci još nisu potvrđeni. Paukovo vlakno je testirano na karakteristike kao što su naprezanje na lomljenje, čvrstoća na udar, vlačna čvrstoća i Youngov modul (svojstvo materijala da se odupre istezanju i kompresiji tokom elastične deformacije), a za sve ove pokazatelje paukova mreža se pokazala u najnevjerovatnijim način. Osim toga, Darwinova paukova mreža je nevjerovatno lagana. Na primjer, ako omotamo našu planetu vlaknom Caerostris darwini, težina tako dugog konca bit će samo 500 grama. Tako dugačke mreže ne postoje, ali teoretski proračuni su jednostavno nevjerovatni!

23. Aerografit


Fotografija: BrokenSphere

Ova sintetička pjena je jedna od najlakših vlaknasti materijali u svijetu, a sastoji se od mreže karbonskih cijevi prečnika od svega nekoliko mikrona. Aerografit je 75 puta lakši od pjene, ali u isto vrijeme mnogo jači i fleksibilniji. Može se komprimirati do 30 puta od svoje originalne veličine bez ikakvog oštećenja njegove izuzetno elastične strukture. Zahvaljujući ovoj osobini, aerografitna pjena može izdržati opterećenja do 40.000 puta veće od vlastite težine.

22. Paladijum metalno staklo


Fotografija: pixabay

Tim naučnika sa Kalifornijskog instituta za tehnologiju (Berkeley Lab) je razvio nova vrsta metalno staklo, kombinujući gotovo idealnu kombinaciju čvrstoće i duktilnosti. Razlog jedinstvenosti novog materijala leži u činjenici da njegova kemijska struktura uspješno skriva krhkost postojećih staklastih materijala i istovremeno održava visok prag izdržljivosti, što u konačnici značajno povećava zamornu čvrstoću ove sintetičke strukture.

21. Volfram karbid


Fotografija: pixabay

Volfram karbid je neverovatno čvrst materijal koji je veoma otporan na habanje. Pod određenim uvjetima, ova veza se smatra vrlo krhkom, ali pod velikim opterećenjem pokazuje jedinstvena plastična svojstva koja se manifestiraju u obliku kliznih traka. Zahvaljujući svim ovim svojstvima, volfram karbid se koristi u proizvodnji oklopnih vrhova i razne opreme, uključujući sve vrste glodala, abrazivnih diskova, bušilica, glodala, burgija i drugih reznih alata.

20. Silicijum karbid


Fotografija: Tiia Monto

Silicijum karbid je jedan od glavnih materijala koji se koristi za proizvodnju borbenih tenkova. Ovaj spoj je poznat po svojoj niskoj cijeni, izvanrednoj vatrostalnosti i visokoj tvrdoći, te se stoga često koristi u proizvodnji opreme ili opreme koja mora odbijati metke, rezati ili brusiti druge izdržljive materijale. Silicijum karbid čini odlične abrazive, poluprovodnike, pa čak i umetke Nakit imitirajući dijamante.

19. Kubni bor nitrid


Foto: wikimedia commons

Kubični bor nitrid je super-tvrd materijal, sličan tvrdoći dijamantu, ali ima i niz karakterističnih prednosti - visoku temperaturnu stabilnost i hemijsku otpornost. Kubični bor nitrid se ne rastvara u gvožđu i niklu čak ni kada je izložen visokim temperaturama, dok dijamant pod istim uslovima ulazi hemijske reakcije dovoljno brzo. Ovo je zapravo korisno za njegovu upotrebu u industrijskim alatima za mljevenje.

18. Polietilen ultra visoke molekularne težine velika gustoća(UHMWPE), vlakna marke "Dyneema"


Fotografija: Justsail

Polietilen visokog modula ima izuzetno visoku otpornost na habanje, nizak koeficijent trenja i visoku otpornost na lom (pouzdanost na niskim temperaturama). Danas se smatra najjačom vlaknastom supstancom na svijetu. Najnevjerovatnija stvar kod ovog polietilena je to što je lakši od vode i može zaustaviti metke u isto vrijeme! Kablovi i užad napravljeni od Dyneema vlakana ne tonu u vodi, ne zahtijevaju podmazivanje i ne mijenjaju svojstva kada su mokri, što je vrlo važno za brodogradnju.

17. Legure titana


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

Legure titanijuma su neverovatno duktilne i pokazuju neverovatnu snagu kada se rastežu. Osim toga, imaju visoku otpornost na toplinu i koroziju, što ih čini izuzetno korisnim u oblastima kao što su proizvodnja aviona, raketna industrija, brodogradnja, kemijska, prehrambena i transportna tehnika.

16. Legura tečnog metala


Fotografija: pixabay

Razvijen 2003. godine na Kalifornijskom institutu za tehnologiju, ovaj materijal je poznat po svojoj snazi ​​i izdržljivosti. Naziv jedinjenja asocira na nešto krhko i tečno, ali kada sobnoj temperaturi u stvari je neobično tvrd, otporan na habanje, ne boji se korozije, a kada se zagrije, transformira se poput termoplasta. Glavna područja primjene do sada su u proizvodnji satova, palica za golf i premaza za mobilni telefoni(Vertu, iPhone).

15. Nanoceluloza


Fotografija: pixabay

Nanoceluloza je izolirana iz drvenih vlakana i nova je vrsta drveni materijal, koji je jači čak i od čelika! Osim toga, nanoceluloza je također jeftinija. Inovacija ima veliki potencijal i u budućnosti bi mogla ozbiljno konkurirati staklu i karbonskim vlaknima. Programeri vjeruju da će se ovaj materijal uskoro koristiti u velikoj potražnji u proizvodnji vojnih oklopa, super-fleksibilnih sita, filtera, fleksibilnih baterija, upijajućih aerogela i biogoriva.

14. Zubi puževa


Fotografija: pixabay

Ranije smo vam već govorili o mreži za hvatanje Darwinovog pauka, koja je nekada bila prepoznata kao najjači biološki materijal na planeti. Međutim, nedavna studija je pokazala da je limpet najizdržljiviji od svih poznato nauci biološke supstance. Da, ovi zubi su jači od mreže Caerostris darwini. I to nije iznenađujuće, jer su male morska stvorenja hrane se algama koje rastu na površini oštrih stijena i odvajaju hranu od njih rock, ove životinje moraju naporno raditi. Naučnici vjeruju da ćemo u budućnosti moći koristiti primjer vlaknaste strukture zuba morskih lipeta u inženjerskoj industriji i početi graditi automobile, čamce, pa čak i avione povećana snaga, inspirisan primjerom jednostavnih puževa.

13. Maraging čelik


Fotografija: pixabay

Maraging čelik je legura visoke čvrstoće, visoke legure sa odličnom duktilnošću i žilavošću. Materijal se široko koristi u raketnoj nauci i koristi se za izradu svih vrsta alata.

12. Osmijum


Foto: Periodictableru / www.periodictable.ru

Osmijum je neverovatno gust element, a zbog svoje tvrdoće i visoke tačke topljenja, teško ga je mašinska obrada. Zato se osmijum koristi tamo gde se najviše cene izdržljivost i snaga. Legure osmijuma se nalaze u električnim kontaktima, raketama, vojnim projektilima, hirurškim implantatima i mnogim drugim aplikacijama.

11. Kevlar


Foto: wikimedia commons

Kevlar je vlakno visoke čvrstoće koje se može naći auto gume, kočione pločice, sajle, protetski i ortopedski proizvodi, panciri, tkanine Zaštitna odjeća, brodogradnji i u dijelovima bespilotnih letjelica aviona. Materijal je postao gotovo sinonim za snagu i vrsta je plastike nevjerovatno visoke čvrstoće i elastičnosti. Vlačna čvrstoća kevlara je 8 puta veća od čelične žice i počinje da se topi na temperaturi od 450℃.

10. Polietilen visoke molekulske mase visoke gustine, marka Spectra vlakana


Foto: Tomas Castelazo, www.tomascastelazo.com / Wikimedia Commons

UHMWPE je u suštini vrlo izdržljiva plastika. Spectra, UHMWPE marka, je pak lagano vlakno najveće otpornosti na habanje, 10 puta bolje od čelika po ovom pokazatelju. Kao i Kevlar, Spectra se koristi u proizvodnji pancira i zaštitnih kaciga. Uz UHMWPE, brend Dynimo Spectrum je popularan u brodogradnji i transportnoj industriji.

9. Grafen


Fotografija: pixabay

Grafen je alotropska modifikacija ugljika i njegova kristalna ćelija Debeo samo jedan atom, toliko je jak da je 200 puta tvrđi od čelika. Grafen izgleda prozirnu foliju, ali razbijanje je gotovo nemoguć zadatak. Da biste probili grafenski list, morat ćete u njega zabiti olovku na kojoj ćete morati izbalansirati teret koji teži cijeli školski autobus. Sretno!

8. Papir od ugljičnih nanocijevi


Fotografija: pixabay

Zahvaljujući nanotehnologiji, naučnici su uspjeli napraviti papir koji je 50 hiljada puta tanji od ljudske kose. Listovi ugljeničnih nanocevi su 10 puta lakši od čelika, ali najneverovatnije je da su čak 500 puta jači od čelika! Makroskopske nanocijevne ploče su najperspektivnije za proizvodnju superkondenzatorskih elektroda.

7. Metalna mikromreža


Fotografija: pixabay

Ovo je najlakši metal na svijetu! Metalna mikromreža je sintetički porozni materijal koji je 100 puta lakši od pjene. Ali pusti ga izgled Nemojte da vas zavara, ove mikromreže su takođe neverovatno jake, što im daje veliki potencijal za upotrebu u svim vrstama inženjerskih polja. Mogu se koristiti za izradu odličnih amortizera i toplotnih izolatora, i neverovatna sposobnost Ovaj metal se skuplja i vraća u prvobitno stanje, omogućavajući mu da se koristi za skladištenje energije. Metalne mikrorešetke se također aktivno koriste u proizvodnji razni dijelovi za avione američke kompanije Boeing.

6. Ugljične nanocijevi


Fotografija: Korisnik Mstroeck / en.wikipedia

Gore smo već govorili o ultra jakim makroskopskim pločama napravljenim od ugljičnih nanocijevi. Ali kakav je ovo materijal? U suštini ovo su grafenske ravni umotane u cijev (9. tačka). Rezultat je nevjerovatno lagan, elastičan i izdržljiv materijal sa širokim spektrom primjena.

5. Airbrush


Foto: wikimedia commons

Poznat i kao grafen aerogel, ovaj materijal je izuzetno lagan i istovremeno snažan. Novi tip gela u potpunosti zamjenjuje tekuću fazu plinovitom fazom i odlikuje se senzacionalnom tvrdoćom, otpornošću na toplinu, malom gustoćom i niskom toplinskom provodljivošću. Nevjerovatno, grafen aerogel je 7 puta lakši od zraka! Jedinstveno jedinjenje može vratiti svoj izvorni oblik čak i nakon 90% kompresije i može apsorbirati količinu ulja koja je 900 puta veća od težine airgrafena koji se koristi za apsorpciju. Možda će u budućnosti ova klasa materijala pomoći u borbi protiv takvih ekološke katastrofe poput izlivanja nafte.

4. Materijal bez naslova, razvijen od strane Massachusetts Institute of Technology (MIT)


Fotografija: pixabay

Dok ovo čitate, tim naučnika sa MIT-a radi na poboljšanju svojstava grafena. Istraživači su rekli da su već uspjeli pretvoriti dvodimenzionalnu strukturu ovog materijala u trodimenzionalnu. Nova grafenska tvar još nije dobila ime, ali je već poznato da je njena gustoća 20 puta manja od čelika, a čvrstoća 10 puta veća od gustoće čelika.

3. Carbin


Fotografija: Smokefoot

Iako je to samo linearni lanac atoma ugljika, karbin ima 2 puta vlačnu čvrstoću od grafena i 3 puta je tvrđi od dijamanta!

2. Bornitrid wurtzit modifikacija


Fotografija: pixabay

Ova novootkrivena prirodna supstanca nastaje tokom vulkanskih erupcija i 18% je tvrđa od dijamanata. Međutim, superiorniji je od dijamanata u nizu drugih parametara. Wurtzit bor nitrid je jedna od samo 2 prirodne supstance koje se nalaze na Zemlji, a koje su tvrđe od dijamanta. Problem je što takvih nitrida u prirodi ima vrlo malo, pa ih nije lako proučavati niti primijeniti u praksi.

1. Lonsdaleite


Fotografija: pixabay

Također poznat kao heksagonalni dijamant, lonsdaleit se sastoji od atoma ugljika, ali u ovoj modifikaciji atomi su raspoređeni malo drugačije. Kao i wurtzit bor nitrid, lonsdaleite je prirodna supstanca koja je superiornija u tvrdoći od dijamanta. Štaviše, ovaj nevjerovatni mineral je čak 58% tvrđi od dijamanta! Kao i wurtzit bor nitrid, ovo jedinjenje je izuzetno rijetko. Ponekad lonsdaleit nastaje prilikom sudara meteorita koji sadrže grafit sa Zemljom.