Najfleksibilniji materijal. Kineski naučnici su stvorili najlakši čvrsti materijal na svijetu. Najjači materijal u svemiru

Osmijum je trenutno definisan kao najteža supstanca na planeti. Samo jedan kubni centimetar ove supstance teži 22,6 grama. Otkrio ga je 1804. godine engleski hemičar Smithson Tennant; kada se zlato rastvorilo u epruveti, ostao je talog. To se dogodilo zbog osobenosti osmijuma; on je nerastvorljiv u alkalijama i kiselinama.

Najteži element na planeti

To je plavkasto-bijeli metalni prah. U prirodi se javlja u sedam izotopa, od kojih je šest stabilnih, a jedan nestabilan. Nešto je gušći od iridija, koji ima gustinu od 22,4 grama po kubnom centimetru. Od do sada otkrivenih materijala, najteža supstanca na svijetu je osmijum.

Pripada grupi lantana, itrijuma, skandijuma i drugih lantanida.

Skuplji od zlata i dijamanata

Otkopava se vrlo malo, oko deset hiljada kilograma godišnje. Čak i najveći izvor osmijuma, ležište Džezkazgan, sadrži oko tri desetmilionitih dijela. Tržišna vrijednost rijetkog metala u svijetu dostiže oko 200 hiljada dolara po gramu. Štaviše, maksimalna čistoća elementa tokom procesa prečišćavanja je oko sedamdeset posto.

Iako su ruske laboratorije uspjele postići čistoću od 90,4 posto, količina metala nije prelazila nekoliko miligrama.

Gustina materije izvan planete Zemlje

Osmijum je nesumnjivo lider najtežih elemenata na našoj planeti. Ali ako svoj pogled skrenemo u svemir, tada će naša pažnja otkriti mnoge tvari teže od našeg "kralja" teških elemenata.

Činjenica je da u Univerzumu postoje uslovi nešto drugačiji nego na Zemlji. Gravitacija serije je toliko velika da supstanca postaje neverovatno gusta.

Ako razmotrimo strukturu atoma, otkrit ćemo da udaljenosti u međuatomskom svijetu donekle podsjećaju na prostor koji vidimo. Gdje su planete, zvijezde i ostalo na prilično velikoj udaljenosti. Ostalo je okupirano prazninom. Upravo takvu strukturu imaju atomi, a sa jakom gravitacijom ta se udaljenost prilično značajno smanjuje. Sve do „utiskivanja“ nekih elementarnih čestica u druge.

Neutronske zvijezde su super gusti svemirski objekti

Tragajući izvan naše Zemlje, mogli bismo pronaći najtežu materiju u svemiru u neutronskim zvijezdama.

To su prilično jedinstveni svemirski stanovnici, jedan od mogućih tipova zvjezdane evolucije. Prečnik takvih objekata kreće se od 10 do 200 kilometara, sa masom jednakom našem Suncu ili 2-3 puta većom.

Ovo kosmičko tijelo se uglavnom sastoji od neutronskog jezgra, koje se sastoji od tekućih neutrona. Iako bi prema pretpostavkama nekih naučnika trebalo da bude in čvrstom stanju, danas nema pouzdanih informacija. Međutim, poznato je da se upravo neutronske zvijezde, nakon što su dosegle svoju granicu kompresije, kasnije transformiraju u kolosalno oslobađanje energije, reda veličine 10 43 -10 45 džula.

Gustoća takve zvijezde je uporediva, na primjer, s težinom Mount Everesta smještenog u Kutija šibica. To su stotine milijardi tona u jednom kubnom milimetru. Na primjer, da bismo bili jasniji kolika je gustoća materije, uzmimo našu planetu s masom od 5,9 × 1024 kg i "pretvorimo" je u neutronsku zvijezdu.

Kao rezultat, da se izjednači sa gustinom neutronska zvijezda, potrebno ga je smanjiti na veličinu obične jabuke, promjera 7-10 centimetara. Gustoća jedinstvenih zvjezdanih objekata povećava se kako se krećete prema centru.

Slojevi i gustina materije

Vanjski sloj zvijezde predstavljen je u obliku magnetosfere. Neposredno ispod njega, gustoća tvari već doseže oko jednu tonu po kubnom centimetru. S obzirom na naše znanje o Zemlji, na ovog trenutka, ovo je najteža supstanca od otkrivenih elemenata. Ali nemojte žuriti sa zaključcima.

Nastavimo naše istraživanje jedinstvenih zvijezda. Nazivaju ih i pulsari zbog velike brzine rotacije oko svoje ose. Ovaj indikator za različite objekte kreće se od nekoliko desetina do stotina okretaja u sekundi.

Nastavimo dalje u proučavanju superguste kosmička tela. Nakon toga slijedi sloj koji ima karakteristike metala, ali je vjerovatno sličan po ponašanju i strukturi. Kristali su mnogo manji nego što ih vidimo kristalna rešetka Zemaljske supstance. Da biste izgradili liniju kristala od 1 centimetar, morat ćete postaviti više od 10 milijardi elemenata. Gustina u ovom sloju je milion puta veća nego u vanjskom sloju. Ovo nije najteži materijal u zvijezdi. Slijedi sloj bogat neutronima, čija je gustina hiljadu puta veća od prethodnog.

Jezgro neutronske zvijezde i njena gustina

Ispod je jezgro, tu gustina dostiže svoj maksimum - dvostruko veća od sloja koji ga prekriva. Osnovna materija nebesko telo sastoji se od svih elementarnih čestica poznatih fizici. Ovim smo stigli do kraja putovanja do jezgra zvijezde u potrazi za najtežom tvari u svemiru.

Čini se da je misija u potrazi za supstancama jedinstvenim po gustoći u Univerzumu završena. Ali svemir je pun misterija i neotkrivenih pojava, zvijezda, činjenica i obrazaca.

Crne rupe u svemiru

Treba obratiti pažnju na ono što je već danas otvoreno. Ovo su crne rupe. Možda su to oni misteriozni objekti mogu biti kandidati da je njihova komponenta najteža materija u Univerzumu. Imajte na umu da je gravitacija crnih rupa toliko jaka da svjetlost ne može pobjeći.

Prema naučnicima, materija uvučena u prostor-vreme postaje toliko gusta da prostori između njih elementarne čestice ne ostaje.

Nažalost, izvan horizonta događaja (tzv. granica gdje svjetlost i bilo koji predmet, pod utjecajem gravitacije, ne mogu napustiti crna rupa) slijede naša nagađanja i indirektne pretpostavke zasnovane na emisiji fluksova čestica.

Brojni naučnici sugeriraju da se prostor i vrijeme miješaju izvan horizonta događaja. Postoji mišljenje da bi oni mogli biti "prolaz" u drugi Univerzum. Možda je to istina, iako je sasvim moguće da se iza ovih granica otvori još jedan prostor sa potpuno novim zakonima. Područje u kojem vrijeme mijenja "mjesto" sa prostorom. Lokacija budućnosti i prošlosti određena je jednostavno izborom slijeđenja. Kao naš izbor da idemo desno ili lijevo.

Potencijalno je moguće da u Univerzumu postoje civilizacije koje su savladale putovanje kroz vreme kroz crne rupe. Možda će ljudi sa planete Zemlje u budućnosti otkriti tajnu putovanja kroz vrijeme.

Većina lagani materijal u svijetu 08.01.2014

Ako pratite najnovije vijesti u svijetu moderne tehnologije, onda ovaj materijal neće biti velika vijest za vas. Međutim, korisno je pobliže pogledati najlakši materijal na svijetu i naučiti još nekoliko detalja.

Prije manje od godinu dana titulu najlakšeg materijala na svijetu dobio je materijal nazvan aerografit. Ali ovaj materijal nije uspio dugo zadržati dlan, već ga je nedavno preuzeo drugi karbonski materijal nazvan grafen aerogel. Kreiran od strane istraživačkog tima iz laboratorije Odsjeka za nauku i tehnologiju polimera Univerziteta Zhejiang pod vodstvom profesora Gao Chaoa, ultra-laki grafen aerogel ima gustinu nešto nižu od gustine helijuma i nešto veću od gustine gasa vodonika.

Aerogele, kao klasu materijala, razvio je i proizveo inženjer i hemičar Samuel Stephens Kistler 1931. godine. Od tada naučnici iz razne organizacije sproveo istraživanje i razvoj takvih materijala, uprkos njihovoj sumnjivoj vrednosti za praktičnu upotrebu. Aerogel koji se sastoji od višeslojnih ugljičnih nanocijevi, nazvanih “zamrznuti dim” i ima gustinu od 4 mg/cm3, izgubio je titulu naj lagani materijal 2011. godine, koji je prešao na metalni mikrorešetkasti materijal gustine 0,9 mG/cm3. Godinu dana kasnije, naslov najlakšeg materijala prešao je na karbonski materijal nazvan aerografit, čija je gustina 0,18 mg/cm3.

Novi nosilac titule najlakšeg materijala, grafen aerogel, kreiran od strane tima profesora Chaoa, ima gustinu od 0,16 mg/cm3. Kako bi stvorili tako lagani materijal, naučnici su koristili jedan od najnevjerovatnijih i najtanjih materijala do sada - grafen. Koristeći svoje iskustvo u stvaranju mikroskopskih materijala kao što su "jednodimenzionalna" grafenska vlakna i dvodimenzionalne grafenske trake, tim je odlučio dodati još jednu dimenziju dvjema dimenzijama grafena i stvoriti masivni porozni grafenski materijal.

Umjesto metode izrade šablona, ​​koja koristi materijal otapala i koja se obično koristi za izradu raznih aerogela, kineski naučnici su koristili metodu sušenja zamrzavanjem. Sušenje smrzavanjem hladoidne otopine koja se sastoji od tečno punilo i čestice grafena, omogućile su stvaranje porozne spužve na bazi ugljika, čiji je oblik gotovo u potpunosti ponavljao zadati oblik.

„Nema potrebe da koristite šablone; veličina i oblik ultra-lakog karbonskog materijala koji stvaramo zavisi samo od oblika i veličine kontejnera,” kaže profesor Chao. „Količina proizvedenog aerogela zavisi samo od veličine kontejner, čija zapremina se može meriti hiljadama kubnih centimetara.”

Dobijeni grafen aerogel je izuzetno jak i elastičan materijal. Može da apsorbuje organske materijale, uključujući ulje, težine 900 puta veće od sopstvene težine velika brzina apsorpcija. Jedan gram aerogela apsorbira 68,8 grama ulja u samo jednoj sekundi, što ga čini atraktivnim materijalom za upotrebu kao apsorbent za okeansko ulje i naftne derivate.

Osim što služi kao apsorbent ulja, grafen aerogel ima potencijal za upotrebu u sistemima za skladištenje energije, kao katalizator za neke hemijske reakcije i kao punilo za složene kompozitne materijale.

Kineski naučnici napravili su jednostavno briljantno otkriće. Upravo su oni otkrili svijetu najlakši materijal na zemlji. Njegova masa je toliko mala da se lako drži na laticama cvijeta. Sastav neverovatnog materijala uključuje grafen oksid i liof

Kineski naučnici napravili su jednostavno briljantno otkriće. Upravo su oni otkrili svijetu najlakši materijal na zemlji. Njegova masa je toliko mala da se lako drži na laticama cvijeta. Nevjerovatan materijal sadrži grafen oksid i liofilizirani ugljik. Grafenska materija ima zanimljivu spužvastu strukturu i teži samo 0,16 mg/cm3. Zahvaljujući ovoj aerogel strukturi, materijal je najlakši čvrsti materijal na svijetu. Za ovo jedinstveno otkriće već se predviđaju mnoga praktična i nevjerovatna otkrića. Grafen u svom prirodnom obliku je dvodimenzionalni kristal. Štaviše, on je najviše tanak materijal na tlu, izrađene ručno. Zamislite samo da je za postizanje visine stupa od 1 milimetar potrebno presaviti 3 miliona ploča čudotvornog materijala jedan prema jedan. Ali takva je struktura, na prvi pogled, krhka, ali uopće nije.
Grafen je takođe neverovatno izdržljiv i jak. List takvog materijala, jedne debljine plasticna kesa, lako može izdržati težinu jednog slona. Ali to nisu sve prednosti grafena. Pored svoje neverovatne snage i snage, takođe je iznenađujuće fleksibilan. Bez ikakvog gubitka ili narušavanja strukture, materijal se može rastegnuti za 20% ukupne veličine. Štaviše, naučnici su nedavno uspjeli otkriti još jedno jedinstveno svojstvo grafena. Može se koristiti za filtriranje vode, zadržavajući različite štetne plinove i tekućine unutar materijala.

Kineski naučnici razvili su najlakši materijal na svijetu. Njegova težina je toliko mala da se lako oslanja na latice cvijeća.

Materijal se sastoji od grafenskog oksida i liofiliziranog ugljika.Razvijena spužvasta materija grafenskog aerogela teži oko 0,16 mg/cm3, što ovu supstancu čini najlakšim čvrstim materijalom na svijetu.Kao što je poznato, grafen je već donio nobelova nagrada Andrey Geim i Konstantin Novoselov.

Na bazi jedinstvenog materijala Biće napravljena još mnoga naučna otkrića.Bez nečistoća, grafen je dvodimenzionalni kristal i najtanji je materijal koji je napravio čovek na zemlji.Potrebno je složiti 3 miliona listova grafena jedan sa drugim kako bi visina hrpe dostigla 1 milimetar.Uprkos svojoj lakoći, grafen je izuzetno izdržljiv.

Jedan list debeo kao plastična vreća može izdržati težinu slona. Prednosti grafena se tu ne završavaju. Osim snage i lakoće, materijal je prilično fleksibilan. Može se rastegnuti za 20% bez ikakvih oštećenja.Jedno od najnovijih svojstava grafena koje su identifikovali naučnici je sposobnost filtriranja vode, zadržavanja raznih tečnosti i gasova.

Izdržljivi materijali imaju široku primjenu.

U kontaktu sa

Drugovi iz razreda

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

Gdje se najčešće koriste? izdržljivi materijali?

Materijali za teške uslove rada koriste se u mnogim područjima života. Tako su kemičari u Irskoj i Americi razvili tehnologiju kojom se proizvode izdržljiva tekstilna vlakna.

Nit ovog materijala ima prečnik od pedeset mikrometara. Napravljen je od desetina miliona nanocevi, koje su međusobno povezane pomoću polimera.

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 temelju njih moguće je proizvesti lagani oklop za tijelo, oklop za tenkove i izdržljiv Građevinski materijali. Novosibirski naučnici izmislili su plazma reaktor novog principa, zahvaljujući kojem je moguće proizvesti nanotubulen, super-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

Od svih poznatih metala, hrom je najtvrđi, ali njegova tvrdoća u velikoj mjeri ovisi o njegovoj čistoći. Njegova svojstva su otpornost na koroziju, otpornost na toplinu i vatrostalnost. Hrom je metal bjelkasto-plave nijanse. Njegova tvrdoća po Brinellu je 70-90 kgf/cm2.

Sama tačka topljenja tvrdi metal– hiljadu devetsto sedam stepeni Celzijusa sa gustinom od sedam hiljada dvesta kg/m3.

Ovaj metal je unutra zemljine kore u iznosu od 0,02 posto, što je dosta. Obično se nalazi u obliku hrom-gvozdene rude. Krom se vadi iz silikatnih stijena.

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.

Najviše izdržljivo drvo

Postoji drvo koje je jače od livenog gvožđa i može se uporediti sa čvrstoćom gvožđa. Govorimo o „Šmitovoj brezi“. Naziva se i gvozdena breza. Čovjek ne poznaje jače drvo od ovoga. Otkrio ga je ruski botaničar po imenu Šmit dok je bio na Dalekom istoku.

Zbog ovih svojstava, gvozdena breza ponekad može zameniti metal, jer ovo drvo nije podložno koroziji i truljenju. Trup broda od željezne breze ne treba čak 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.

A evo ih najviše visoka stabla U svijetu sekvoje nisu baš izdržljiv materijal. Ali, prema uznayvse.ru, mogu narasti do 150 metara u visinu.

Najjači materijal u svemiru

Najizdržljiviji i ujedno najlakši materijal u našem svemiru je grafen. Ovo je ugljična ploča, čija je debljina samo jedan atom, ali je jača od dijamanta, a električna provodljivost je stotinu puta veća od silicija kompjuterskih čipova.