Langlebige Materialien haben ein breites Einsatzspektrum.

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Es gibt nicht nur das härteste Metall, sondern auch das härteste und haltbarste Holz sowie die haltbarsten künstlich hergestellten Materialien.

Wo werden die langlebigsten Materialien verwendet?

In vielen Lebensbereichen kommen hochbelastbare Materialien zum Einsatz. So haben Chemiker in Irland und Amerika eine Technologie entwickelt, mit der langlebige Textilfasern hergestellt werden.

Ein Faden aus diesem Material hat einen Durchmesser von fünfzig Mikrometern. Es besteht aus zig Millionen Nanoröhren, die mithilfe eines Polymers miteinander verbunden sind.

Die Zugfestigkeit dieser elektrisch leitfähigen Faser ist dreimal höher als die des Netzes einer Radspinne. Aus dem resultierenden Material werden ultraleichte Körperpanzer und Sportgeräte hergestellt.

Der Name eines weiteren haltbaren Materials ist ONNEX, das im Auftrag des US-Verteidigungsministeriums entwickelt wurde. Neben der Verwendung bei der Herstellung von Körperschutz, Neues Material Kann auch in Flugsteuerungssystemen, Sensoren und Triebwerken verwendet werden.

Es gibt eine von Wissenschaftlern entwickelte Technologie, dank derer durch die Umwandlung von Aerogelen starke, harte, transparente und leichte Materialien erhalten werden.

Auf ihrer Grundlage ist es möglich, leichte Körperpanzerung, Panzerung und langlebige Panzerung herzustellen Baustoffe. Wissenschaftler aus Nowosibirsk haben einen Plasmareaktor mit einem neuen Prinzip erfunden, dank dem es möglich ist, ultrastarkes Nanotubulen herzustellen künstliches Material.

Dieses Material wurde vor zwanzig Jahren entdeckt. Es ist eine Masse von elastischer Konsistenz. Es besteht aus Plexusgeflechten, die mit bloßem Auge nicht sichtbar sind. Die Wandstärke dieser Plexus beträgt ein Atom.

Die Tatsache, dass die Atome nach dem Prinzip der „russischen Puppe“ ineinander verschachtelt zu sein scheinen, macht Nanotubulen zum haltbarsten aller bekannten Materialien.

Wenn dieses Material Beton, Metall und Kunststoff zugesetzt wird, werden deren Festigkeit und elektrische Leitfähigkeit deutlich erhöht. Nanotubulen wird dazu beitragen, Autos und Flugzeuge langlebiger zu machen. Wenn das neue Material in großem Umfang produziert wird, können Straßen, Häuser und Geräte sehr langlebig werden.

Es wird sehr schwierig sein, sie zu zerstören. Aufgrund seiner sehr hohen Kosten wurde Nanotubulen noch nicht in die Massenproduktion eingeführt. Den Nowosibirsker Wissenschaftlern gelang es jedoch, die Kosten für dieses Material deutlich zu senken. Jetzt kann Nanotubulen nicht mehr in Kilogramm, sondern in Tonnen hergestellt werden.

Das härteste Metall

Von allen bekannten Metallen ist Chrom das härteste, seine Härte hängt jedoch weitgehend von seiner Reinheit ab. Seine Eigenschaften sind Korrosionsbeständigkeit, Hitzebeständigkeit und Feuerfestigkeit. Chrom ist ein Metall mit einem weißlich-blauen Farbton. Seine Brinellhärte beträgt 70–90 kgf/cm2.

Schmelzpunkt selbst hartes Metall– eintausendneunhundertsieben Grad Celsius mit einer Dichte von siebentausendzweihundert kg/m3.

Dieses Metall ist drin Erdkruste in Höhe von 0,02 Prozent, was ziemlich viel ist. Es kommt normalerweise in Form von Chrom-Eisen-Erz vor. Chrom wird aus Silikatgestein abgebaut.

Dieses Metall wird in der Industrie zum Schmelzen von Chromstahl, Nichrom usw. verwendet. Es dient dem Korrosionsschutz und dekorative Beschichtungen. Steinmeteoriten, die auf die Erde fallen, sind sehr reich an Chrom.

Der haltbarste Baum

Es gibt Holz, das stärker als Gusseisen ist und mit der Festigkeit von Eisen verglichen werden kann. Die Rede ist von „Schmidt Birch“. Sie wird auch Eisenbirke genannt. Mehr weiß der Mensch nicht langlebiges Holz als das. Es wurde von einem russischen Botaniker namens Schmidt im Fernen Osten entdeckt.

Aufgrund dieser Eigenschaften könnte Eisenbirke manchmal Metall ersetzen, da dieses Holz keiner Korrosion und Fäulnis unterliegt. Der Rumpf eines Schiffes aus Eisenbirke muss nicht einmal gestrichen werden, das Schiff wird nicht durch Korrosion zerstört und hat auch keine Angst vor Säuren.

Eine Schmidt-Birke kann nicht von einer Kugel durchbohrt werden, man kann sie nicht mit einer Axt fällen. Von allen Birken auf unserem Planeten ist die Eisbirke die langlebigste – sie wird vierhundert Jahre alt.

Sein Lebensraum ist das Naturschutzgebiet Kedrovaya Pad. Dies ist eine seltene geschützte Art, die im Roten Buch aufgeführt ist. Wenn es diese Seltenheit nicht gäbe, könnte das ultrastarke Holz dieses Baumes überall verwendet werden.

Und hier sind die meisten hohe Bäume Weltweit sind Mammutbäume kein sehr langlebiges Material. Aber laut uznayvse.ru können sie bis zu 150 Meter hoch werden.

Am meisten langlebiges Material im Universum

Das langlebigste und gleichzeitig leichtes Material unseres Universums ist Graphen. Dabei handelt es sich um eine Kohlenstoffplatte, deren Dicke nur ein Atom beträgt, sie ist jedoch stärker als Diamant und die elektrische Leitfähigkeit ist hundertmal höher als die des Siliziums von Computerchips.

Und es war über 80 Jahre lang das leichteste Material, auch „gefrorener Rauch“ genannt.

Letztes Jahr wurde es durch ein anderes Material namens Aerographit ersetzt. Es handelt sich um einen synthetischen Schaum, der aus röhrenförmigen Kohlenstofffasern besteht. Seine Dichte erreicht 0,18 mg/cm3. Aber dieses Material hielt die Handfläche nicht lange.

Kürzlich wurde ein weiteres Material namens Graphen-Aerogel entwickelt.

Es wurde von einer Gruppe von Wissenschaftlern der Zhejiang-Universität erstellt. Seine Dichte ist geringer als die von Heliumgas und etwas höher als die von Wasserstoffgas. Seine Dichte beträgt 0,16 mg/cm3. Zur Herstellung wurde Graphen verwendet. Wissenschaftler verwendeten die Gefriertrocknungsmethode. Dadurch entstand ein kohlenstoffporöser Schwamm, der der vorgegebenen Form vollständig folgt. Das resultierende Graphen-Aerogel ist nicht nur das leichteste Material, sondern auch extrem stark und elastisch. Es ist in der Lage, organische Materialien aufzunehmen. Beispielsweise nimmt es in einer Sekunde 68,8 g Öl auf, wodurch es zur Beseitigung von Ölverschmutzungen in den Ozeanen eingesetzt werden kann.

„Es ist gut möglich, dass wir eines Tages, wenn es zu einer Ölkatastrophe kommt, dieses Material nutzen können, um das Problem schnell aufzufangen. Aufgrund seiner Elastizität... kann Aerogel recycelt werden.“

Darüber hinaus kann es in Energiespeichersystemen sowie als Katalysator für eine Reihe chemischer Reaktionen eingesetzt werden.

Um zu demonstrieren, wie leicht das Material ist, platzierten Wissenschaftler es auf den Blütenblättern einer Kirschblüte.

Die leichtesten und extrem langlebigen Materialien werden als die Zukunft des Bauens bezeichnet. Diese Materialien werden dazu beitragen, energieeffizientere und umweltfreundlichere Objekte in allen Lebensbereichen der Menschen zu schaffen – von der Medizintechnik bis zum Transport.

Unter den vielen innovative Materialien, die vor nicht allzu langer Zeit nur Science-Fiction schienen, sind besonders fortschrittlich und vielversprechend:

3D-Graphen

Dieses ultradünne Graphen besteht aus reinem Kohlenstoff und gilt als eines der stärksten Materialien der Erde. Doch kürzlich gelang es Forschern am MIT, zweidimensionales Graphen in eine dreidimensionale Struktur umzuwandeln. Sie schufen ein neues Material mit schwammiger Struktur. Die Dichte von 3D-Graphen beträgt nur 5 Prozent der von Stahl, ist aber aufgrund seiner besonderen Struktur zehnmal stärker als Stahl.

Laut den Machern hat 3D-Graphen großes Potenzial für den Einsatz in vielen Bereichen.

Was seine Herstellungstechnologie betrifft, kann es auf andere Materialien angewendet werden, von Polymeren bis hin zu Strukturbeton. Dadurch entstehen nicht nur stärkere und leichtere Strukturen, sondern auch bessere Isoliereigenschaften. Darüber hinaus können poröse Strukturen in Filtersystemen für Wasser oder Abfälle aus Chemiefabriken eingesetzt werden.

Karabiner

Im vergangenen Frühjahr gelang es einem Team österreichischer Forscher, Carbyn zu synthetisieren, eine Form von Kohlenstoff, die das stärkste bekannte Material und sogar Graphen überlegen ist.

Carbin besteht aus einer eindimensionalen Kette von Kohlenstoffatomen, die chemisch reaktiv ist, was die Synthese sehr schwierig macht. Es wird angenommen, dass das unflexible Material doppelt so stark ist wie Kohlenstoffnanoröhren. Carbin kann in der Nanomechanik, Nano- und Mikroelektronik eingesetzt werden.

Aerographit

Airgraphit ist ein synthetischer Schaum, der aus einem Netzwerk poröser Kohlenstoffröhren besteht. Es ist eines der leichtesten Strukturmaterialien, die jemals hergestellt wurden. Aerographit wurde von Forschern der Universität Kiel entwickelt und Technische Universität Hamburg. Aerographit kann in hergestellt werden verschiedene Formen Seine Dichte beträgt nur 180 g/m 3 und ist damit 75-mal leichter als expandiertes Polystyrol. Dieses Material kann in den Elektroden von Lithium-Ionen-Batterien eingesetzt werden, um deren Gewicht zu reduzieren.

Airbrush

Es ist auch als Graphen-Aerogel bekannt und ein leichtes Material mit einer Dichte von nur 0,16 mlg/cm 3, was 7,5-mal weniger als die Dichte von Luft ist. Darüber hinaus ist es ein sehr elastisches Material und kann bis zu 900-mal mehr Öl und Wasser aufnehmen, als es wiegt. Diese Eigenschaft von Airgraphen ist sehr wichtig: Es kann Ölverschmutzungen in den Ozeanen absorbieren.

Es hat ähnliche Eigenschaften, die bereits von Forschern aus Argonne getestet werden.

Langlebige Materialien haben ein breites Einsatzspektrum. Es gibt nicht nur das härteste Metall, sondern auch das härteste und haltbarste Holz sowie die haltbarsten künstlich hergestellten Materialien.

Wo werden die langlebigsten Materialien verwendet?

Die Zugfestigkeit dieser elektrisch leitfähigen Faser ist dreimal höher als die des Netzes einer Radspinne. Aus dem resultierenden Material werden ultraleichte Körperpanzer und Sportgeräte hergestellt. Der Name eines weiteren haltbaren Materials ist ONNEX, das im Auftrag des US-Verteidigungsministeriums entwickelt wurde. Neben der Verwendung bei der Herstellung von Körperpanzern kann das neue Material auch in Flugsteuerungssystemen, Sensoren und Triebwerken eingesetzt werden.

Es gibt eine von Wissenschaftlern entwickelte Technologie, dank derer durch die Umwandlung von Aerogelen starke, harte, transparente und leichte Materialien erhalten werden. Auf ihrer Grundlage ist es möglich, leichte Körperpanzerung, Panzerung und langlebige Baumaterialien herzustellen.

Wissenschaftler aus Nowosibirsk haben einen Plasmareaktor mit einem neuen Prinzip erfunden, mit dem sich Nanotubulen, ein superstarkes künstliches Material, herstellen lässt. Dieses Material wurde vor zwanzig Jahren entdeckt. Es ist eine Masse von elastischer Konsistenz. Es besteht aus Plexusgeflechten, die mit bloßem Auge nicht sichtbar sind. Die Wandstärke dieser Plexus beträgt ein Atom.

Die Tatsache, dass die Atome nach dem Prinzip der „russischen Puppe“ ineinander verschachtelt zu sein scheinen, macht Nanotubulen zum haltbarsten aller bekannten Materialien. Wenn dieses Material Beton, Metall und Kunststoff zugesetzt wird, werden deren Festigkeit und elektrische Leitfähigkeit deutlich erhöht. Nanotubulen wird dazu beitragen, Autos und Flugzeuge langlebiger zu machen. Wenn das neue Material in großem Umfang produziert wird, können Straßen, Häuser und Geräte sehr langlebig werden. Es wird sehr schwierig sein, sie zu zerstören. Aufgrund seiner sehr hohen Kosten wurde Nanotubulen noch nicht in die Massenproduktion eingeführt. Den Nowosibirsker Wissenschaftlern gelang es jedoch, die Kosten für dieses Material deutlich zu senken. Jetzt kann Nanotubulen nicht mehr in Kilogramm, sondern in Tonnen hergestellt werden.

Das härteste Metall

Dieses Metall wird in der Industrie zum Schmelzen von Chromstahl, Nichrom usw. verwendet. Es wird für Korrosionsschutz- und dekorative Beschichtungen verwendet. Steinmeteoriten, die auf die Erde fallen, sind sehr reich an Chrom.

Der haltbarste Baum

Holz ist anderthalbmal fester als Gusseisen und seine Biegefestigkeit entspricht in etwa der von Eisen. Aufgrund dieser Eigenschaften könnte Eisenbirke manchmal Metall ersetzen, da dieses Holz keiner Korrosion und Fäulnis unterliegt. Der Rumpf eines Schiffes aus Eisenbirke muss nicht einmal gestrichen werden, das Schiff wird nicht durch Korrosion zerstört und hat auch keine Angst vor Säuren.

Eine Schmidt-Birke kann nicht von einer Kugel durchbohrt werden, man kann sie nicht mit einer Axt fällen. Von allen Birken auf unserem Planeten ist die Eisbirke die langlebigste – sie wird vierhundert Jahre alt. Sein Lebensraum ist das Naturschutzgebiet Kedrovaya Pad. Dies ist eine seltene geschützte Art, die im Roten Buch aufgeführt ist. Wenn es diese Seltenheit nicht gäbe, könnte das ultrastarke Holz dieses Baumes überall verwendet werden.

Aber die höchsten Bäume der Welt, Mammutbäume, sind kein sehr haltbares Material.

Das stärkste Material im Universum

Graphen wird bald die wissenschaftlichen Labore verlassen. Alle Wissenschaftler auf der Welt sprechen heute über seine einzigartigen Eigenschaften. Ein paar Gramm Material reichen also aus, um ein ganzes Fußballfeld zu bedecken. Graphen ist sehr flexibel und kann gefaltet, gebogen oder gerollt werden.

Mögliche Einsatzgebiete: Sonnenkollektoren, Mobiltelefone, Touchscreens, superschnelle Computerchips.
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Wenn Sie die neuesten Entwicklungen in der Welt der modernen Technologie verfolgen, wird dieses Material keine große Neuigkeit für Sie sein. Betrachten Sie jedoch die meisten detaillierter leichtes Material in der Welt und es ist nützlich, ein wenig mehr Details zu erfahren.

Vor weniger als einem Jahr wurde der Titel des leichtesten Materials der Welt einem Material namens Aerographit verliehen. Doch dieses Material schaffte es nicht lange, die Handfläche zu halten; es wurde kürzlich von einem anderen Kohlenstoffmaterial namens Graphen-Aerogel übernommen. Das ultraleichte Graphen-Aerogel wurde von einem Forschungsteam des Labors der Abteilung für Polymerwissenschaft und -technologie der Zhejiang-Universität unter der Leitung von Professor Gao Chao entwickelt und hat eine Dichte, die etwas geringer als die von Heliumgas und etwas höher als die von Wasserstoffgas ist.

Aerogele als Materialklasse wurden 1931 vom Ingenieur und Chemiker Samuel Stephens Kistler entwickelt und hergestellt. Seitdem erforschen und entwickeln Wissenschaftler verschiedener Organisationen solche Materialien, obwohl ihr praktischer Nutzen zweifelhaft ist. Seinen Titel als am meisten verlor ein Aerogel, das aus mehrwandigen Kohlenstoffnanoröhren besteht, „Frozen Smoke“ genannt wird und eine Dichte von 4 mg/cm3 hat leichtes Material im Jahr 2011, die auf ein metallisches Mikrogittermaterial mit einer Dichte von 0,9 mG/cm3 umstieg. Und ein Jahr später ging der Titel des leichtesten Materials an ein Kohlenstoffmaterial namens Aerographit über, dessen Dichte 0,18 mg/cm3 beträgt.

Der neue Träger des Titels „Leichtestes Material“, Graphen-Aerogel, entwickelt vom Team von Professor Chaos, hat eine Dichte von 0,16 mg/cm3. Um solch ein leichtes Material herzustellen, verwendeten Wissenschaftler eines der erstaunlichsten und erstaunlichsten dünne Materialien heute - Graphen. Das Team nutzte seine Erfahrung bei der Herstellung mikroskopischer Materialien wie „eindimensionaler“ Graphenfasern und zweidimensionaler Graphenbänder und beschloss, den beiden Dimensionen von Graphen eine weitere Dimension hinzuzufügen und ein massives poröses Graphenmaterial zu schaffen.

Anstelle der Schablonenherstellungsmethode, bei der ein Lösungsmittelmaterial zum Einsatz kommt und die normalerweise zur Herstellung verschiedener Aerogele verwendet wird, verwendeten die chinesischen Wissenschaftler eine Gefriertrocknungsmethode. Gefriertrocknung einer Cooloidlösung bestehend aus flüssiger Füllstoff und Graphenpartikel ermöglichten die Herstellung eines porösen Schwamms auf Kohlenstoffbasis, dessen Form die vorgegebene Form fast vollständig wiederholte.

„Es besteht keine Notwendigkeit, Schablonen zu verwenden; die Größe und Form des ultraleichten Kohlenstoffmaterials, das wir herstellen, hängt nur von der Form und Größe des Behälters ab“, sagt Professor Chao. „Die Menge des produzierten Aerogels hängt nur von der Größe des Behälters ab.“ der Behälter, der ein Volumen von Tausenden Kubikzentimetern haben kann.“

Das resultierende Graphen-Aerogel ist ein extrem starkes und elastisches Material. Es kann organische Stoffe, einschließlich Öl, mit einem Gewicht von dem 900-fachen seines Eigengewichts aufnehmen hohe Geschwindigkeit Absorption. Ein Gramm Aerogel absorbiert 68,8 Gramm Öl in nur einer Sekunde, was es zu einem attraktiven Material für die Verwendung als Absorptionsmittel für Meeresöl und Erdölprodukte macht.

Graphen-Aerogel dient nicht nur als Ölabsorber, sondern kann auch in Energiespeichersystemen, als Katalysator für bestimmte chemische Reaktionen und als Füllstoff für komplexe Verbundmaterialien eingesetzt werden.