Ισχυρό και ελαφρύ υλικό. Το πιο ανθεκτικό υλικό στον κόσμο είναι το Carbin. Το πιο σκληρό μέταλλο

Εάν παρακολουθείτε τις τελευταίες εξελίξεις στον κόσμο της σύγχρονης τεχνολογίας, τότε αυτό το υλικό δεν θα είναι μεγάλη είδηση ​​για εσάς. Ωστόσο, είναι χρήσιμο να ρίξετε μια πιο προσεκτική ματιά στο πιο ελαφρύ υλικό στον κόσμο και να μάθετε μερικές ακόμη λεπτομέρειες.

Πριν από λιγότερο από ένα χρόνο, ο τίτλος του ελαφρύτερου υλικού στον κόσμο δόθηκε σε ένα υλικό που ονομάζεται αερογραφίτης. Αλλά αυτό το υλικό δεν κατάφερε να κρατήσει την παλάμη για μεγάλο χρονικό διάστημα· πρόσφατα το κατέλαβε ένα άλλο υλικό άνθρακα που ονομάζεται αερογέλη γραφενίου. Δημιουργήθηκε από μια ερευνητική ομάδα από το εργαστήριο του Τμήματος Επιστήμης και Τεχνολογίας Πολυμερών του Πανεπιστημίου Zhejiang με επικεφαλής τον καθηγητή Gao Chao, το εξαιρετικά ελαφρύ αερογέλη γραφενίου έχει πυκνότητα ελαφρώς χαμηλότερη από αυτή του αερίου ηλίου και ελαφρώς υψηλότερη από αυτή του αερίου υδρογόνου.

Τα αεροπηκτώματα, ως κατηγορία υλικών, αναπτύχθηκαν και παρήχθησαν το 1931 από τον μηχανικό και χημικό Samuel Stephens Kistler. Από τότε, επιστήμονες από διάφορους οργανισμούς ερευνούν και αναπτύσσουν τέτοια υλικά, παρά την αμφίβολη αξία τους για πρακτική χρήση. Ένα αεροτζέλ που αποτελείται από νανοσωλήνες άνθρακα πολλαπλών τοιχωμάτων, που ονομάζεται «παγωμένος καπνός» και έχει πυκνότητα 4 mg/cm3, έχασε τον τίτλο του ως το πιο ελαφρύ υλικότο 2011, το οποίο μετακινήθηκε σε ένα μεταλλικό μικροδικτυωτό υλικό με πυκνότητα 0,9 mG/cm3. Και ένα χρόνο αργότερα, ο τίτλος του ελαφρύτερου υλικού πέρασε σε ένα υλικό άνθρακα που ονομάζεται αερογραφίτης, του οποίου η πυκνότητα είναι 0,18 mg/cm3.

Ο νέος κάτοχος του τίτλου του ελαφρύτερου υλικού, το αερογέλη γραφενίου, που δημιουργήθηκε από την ομάδα του καθηγητή Chao, έχει πυκνότητα 0,16 mg/cm3. Για να δημιουργήσουν ένα τόσο ελαφρύ υλικό, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν ένα από τα πιο εκπληκτικά και λεπτά υλικάσήμερα - γραφένιο. Χρησιμοποιώντας την εμπειρία τους στη δημιουργία μικροσκοπικών υλικών όπως «μονοδιάστατες» ίνες γραφενίου και δισδιάστατες κορδέλες γραφενίου, η ομάδα αποφάσισε να προσθέσει μια άλλη διάσταση στις δύο διαστάσεις του γραφενίου και να δημιουργήσει τρισδιάστατο πορώδες graphe. νέο υλικό.

Αντί για τη μέθοδο κατασκευής προτύπων, η οποία χρησιμοποιεί ένα διαλυτικό υλικό και χρησιμοποιείται συνήθως για την κατασκευή διαφόρων αεροτζελών, οι Κινέζοι επιστήμονες χρησιμοποίησαν μια μέθοδο λυοφιλοποίησης. Ξήρανση με ψύξη ενός διαλύματος ψύξης που αποτελείται από υγρό πληρωτικόκαι τα σωματίδια γραφενίου, κατέστησαν δυνατή τη δημιουργία ενός πορώδους σπόγγου με βάση τον άνθρακα, το σχήμα του οποίου επαναλάμβανε σχεδόν πλήρως το δεδομένο σχήμα.

«Δεν υπάρχει ανάγκη χρήσης προτύπων· το μέγεθος και το σχήμα του εξαιρετικά ελαφρού υλικού άνθρακα που δημιουργούμε εξαρτάται μόνο από το σχήμα και το μέγεθος του δοχείου», λέει ο καθηγητής Chao. «Η ποσότητα της παραγόμενης γέλης εξαρτάται μόνο από το μέγεθος του το δοχείο, το οποίο μπορεί να έχει όγκο μετρημένο σε χιλιάδες κυβικά εκατοστά».

Το αεροτζέλ γραφενίου που προκύπτει είναι ένα εξαιρετικά ισχυρό και ελαστικό υλικό. Μπορεί να απορροφήσει οργανικά υλικά, συμπεριλαμβανομένου του λαδιού, που ζυγίζουν 900 φορές το βάρος του υψηλή ταχύτητααπορρόφηση. Ένα γραμμάριο airgel απορροφά 68,8 γραμμάρια πετρελαίου σε μόλις ένα δευτερόλεπτο, καθιστώντας το ένα ελκυστικό υλικό για χρήση ως απορροφητικό για το πετρέλαιο των ωκεανών και τα προϊόντα πετρελαίου.

Εκτός από το ότι χρησιμεύει ως απορροφητικό λάδι, το αερογέλη γραφενίου έχει δυνατότητα χρήσης σε συστήματα αποθήκευσης ενέργειας, ως καταλύτης για ορισμένες χημικές αντιδράσεις και ως πληρωτικό για πολύπλοκα σύνθετα υλικά.

Τα ανθεκτικά υλικά έχουν ένα ευρύ φάσμα χρήσεων. Δεν υπάρχει μόνο το σκληρότερο μέταλλο, αλλά και το πιο σκληρό και ανθεκτικό ξύλο, καθώς και τα πιο ανθεκτικά τεχνητά υλικά.

Πού χρησιμοποιούνται τα πιο ανθεκτικά υλικά;

Η αντοχή σε εφελκυσμό αυτής της ηλεκτρικά αγώγιμης ίνας είναι τρεις φορές μεγαλύτερη από αυτή του ιστού μιας αράχνης που πλέκει σφαίρα. Το προκύπτον υλικό χρησιμοποιείται για την κατασκευή υπερελαφρών θωράκισης σώματος και αθλητικού εξοπλισμού. Το όνομα ενός άλλου ανθεκτικού υλικού είναι ONNEX, που δημιουργήθηκε με εντολή του Υπουργείου Άμυνας των ΗΠΑ. Εκτός από τη χρήση του στην παραγωγή θωράκισης σώματος, το νέο υλικό μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί σε συστήματα ελέγχου πτήσης, αισθητήρες και κινητήρες.

Υπάρχει μια τεχνολογία που αναπτύχθηκε από επιστήμονες, χάρη στην οποία λαμβάνονται ισχυρά, σκληρά, διαφανή και ελαφριά υλικά μέσω του μετασχηματισμού αεροπηκτών. Με βάση αυτά, είναι δυνατή η παραγωγή ελαφριάς θωράκισης σώματος, πανοπλίας για άρματα μάχης και ανθεκτικής ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΤΙΚΑ ΥΛΙΚΑ.

Οι επιστήμονες του Νοβοσιμπίρσκ εφηύραν έναν αντιδραστήρα πλάσματος μιας νέας αρχής, χάρη στον οποίο είναι δυνατή η παραγωγή νανοσωληνίσκου - εξαιρετικά ισχυρού τεχνητό υλικό. Αυτό το υλικό ανακαλύφθηκε πριν από είκοσι χρόνια. Είναι μια μάζα ελαστικής συνοχής. Αποτελείται από πλέγματα που δεν φαίνονται με γυμνό μάτι. Το πάχος των τοιχωμάτων αυτών των πλέξεων είναι ένα άτομο.

Το γεγονός ότι τα άτομα φαίνεται να είναι φωλιασμένα μεταξύ τους σύμφωνα με την αρχή της «Ρωσικής κούκλας» καθιστά το νανοσωληνίσκο το πιο ανθεκτικό υλικό από όλα τα γνωστά. Όταν αυτό το υλικό προστίθεται σε σκυρόδεμα, μέταλλο και πλαστικό, η αντοχή και η ηλεκτρική αγωγιμότητά τους ενισχύονται σημαντικά. Το νανοσωληνάριο θα βοηθήσει να γίνουν τα αυτοκίνητα και τα αεροπλάνα πιο ανθεκτικά. Εάν το νέο υλικό βγει σε ευρεία παραγωγή, τότε οι δρόμοι, τα σπίτια και ο εξοπλισμός μπορούν να γίνουν πολύ ανθεκτικά. Θα είναι πολύ δύσκολο να τα καταστρέψετε. Το νανοσωληνάριο δεν έχει εισαχθεί ακόμη σε ευρεία παραγωγή λόγω του πολύ υψηλού κόστους του. Ωστόσο, οι επιστήμονες του Νοβοσιμπίρσκ κατάφεραν να μειώσουν σημαντικά το κόστος αυτού του υλικού. Τώρα το νανοσωληνάριο μπορεί να παραχθεί όχι σε κιλά, αλλά σε τόνους.

Το πιο σκληρό μέταλλο

Αυτό το μέταλλο χρησιμοποιείται στη βιομηχανία, την τήξη χάλυβα χρωμίου, νικρώμιο και ούτω καθεξής. Χρησιμοποιείται για αντιδιαβρωτική και διακοσμητικά επιχρίσματα. Οι πέτρινοι μετεωρίτες που πέφτουν στη Γη είναι πολύ πλούσιοι σε χρώμιο.

Το πιο ανθεκτικό δέντρο

Το ξύλο είναι μιάμιση φορά ισχυρότερο από το χυτοσίδηρο και η αντοχή του σε κάμψη είναι περίπου ίση με αυτή του σιδήρου. Λόγω αυτών των ιδιοτήτων, η σημύδα σιδήρου θα μπορούσε μερικές φορές να αντικαταστήσει το μέταλλο, επειδή αυτό το ξύλο δεν υπόκειται σε διάβρωση και σήψη. Το κύτος ενός πλοίου από Iron Birch δεν χρειάζεται καν να βαφτεί· το πλοίο δεν θα καταστραφεί από τη διάβρωση και επίσης δεν φοβάται τα οξέα.

Μια σημύδα Schmidt δεν μπορεί να τρυπηθεί από μια σφαίρα, δεν μπορείτε να την κόψετε με ένα τσεκούρι. Από όλες τις σημύδες στον πλανήτη μας, η Iron Birch είναι η μακροβιότερη - ζει για τετρακόσια χρόνια. Ο βιότοπός του είναι το φυσικό καταφύγιο Kedrovaya Pad. Πρόκειται για ένα σπάνιο προστατευόμενο είδος που περιλαμβάνεται στο Κόκκινο Βιβλίο. Αν δεν υπήρχε τέτοια σπανιότητα, το εξαιρετικά δυνατό ξύλο αυτού του δέντρου θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί παντού.

Αλλά τα ψηλότερα δέντρα στον κόσμο, τα κόκκινα ξύλα, δεν είναι πολύ ανθεκτικό υλικό.

Το ισχυρότερο υλικό στο Σύμπαν

Το γραφένιο θα εγκαταλείψει σύντομα τα επιστημονικά εργαστήρια. Όλοι οι επιστήμονες στον κόσμο σήμερα μιλούν για τις μοναδικές του ιδιότητες. Έτσι, μερικά γραμμάρια υλικού θα είναι αρκετά για να καλύψουν ένα ολόκληρο γήπεδο ποδοσφαίρου. Το γραφένιο είναι πολύ εύκαμπτο και μπορεί να διπλωθεί, να λυγίσει ή να τυλιχτεί.

Πιθανοί τομείς χρήσης του: ηλιακούς συλλέκτες, κινητά τηλέφωνα, οθόνες αφής, εξαιρετικά γρήγορα τσιπ υπολογιστών.
Εγγραφείτε στο κανάλι μας στο Yandex.Zen

Ξέρετε ποιο υλικό στον πλανήτη μας θεωρείται το ισχυρότερο; Όλοι γνωρίζουμε από το σχολείο ότι το διαμάντι είναι το ισχυρότερο ορυκτό, αλλά απέχει πολύ από το ισχυρότερο.

Η σκληρότητα δεν είναι η κύρια ιδιότητα που χαρακτηρίζει την ύλη. Ορισμένες ιδιότητες μπορεί να αποτρέψουν τις γρατσουνιές, ενώ άλλες μπορεί να προάγουν την ελαστικότητα. Θέλετε να μάθετε περισσότερα; Εδώ είναι μια βαθμολογία υλικών που θα είναι πολύ δύσκολο να καταστραφούν.

Το διαμάντι σε όλο του το μεγαλείο

Κλασικό παράδειγμα δύναμης, κολλημένο σε σχολικά βιβλία και κεφάλια. Η σκληρότητά του σημαίνει ότι είναι ανθεκτικό στις γρατσουνιές. Στην κλίμακα Mohs (ποιοτική κλίμακα που μετρά την αντίσταση διαφόρων ορυκτών), ένα διαμάντι δείχνει αποτέλεσμα 10 (η κλίμακα πηγαίνει από το 1 έως το 10, με το 10 να είναι το υψηλότερο στερεός). Το διαμάντι είναι τόσο σκληρό που πρέπει να χρησιμοποιηθούν άλλα διαμάντια για να το κόψουν.

Ένας ιστός που μπορεί να σταματήσει ένα airbus

Συχνά αναφέρεται ως η πιο σύνθετη βιολογική ουσία στον κόσμο (αν και αυτός ο ισχυρισμός αμφισβητείται τώρα από τους εφευρέτες του), ο ιστός του Δαρβίνου είναι ισχυρότερος από τον χάλυβα και έχει μεγαλύτερη ακαμψία από το Kevlar. Το βάρος του δεν είναι λιγότερο αξιοσημείωτο: ένα νήμα αρκετά μακρύ για να περικυκλώσει τη Γη ζυγίζει μόνο 0,5 κιλά.

Αερογράφος σε κανονική συσκευασία

Αυτός ο συνθετικός αφρός είναι ένα από τα ελαφρύτερα οικοδομικά υλικά στον κόσμο. Ο αερογραφίτης είναι περίπου 75 φορές ελαφρύτερος από τον αφρό πολυστυρενίου (αλλά πολύ ισχυρότερος!). Αυτό το υλικό μπορεί να συμπιεστεί έως 30 φορές το αρχικό του μέγεθος χωρίς να καταστραφεί η δομή του. Αλλο ενδιαφέρον σημείο: Ο αερογραφίτης μπορεί να υποστηρίξει 40.000 φορές το βάρος του.

Γυαλί κατά τη διάρκεια μιας δοκιμής πρόσκρουσης

Αυτή η ουσία αναπτύχθηκε από επιστήμονες στην Καλιφόρνια. Το γυαλί από μικροκράμα έχει σχεδόν τέλειο συνδυασμό ακαμψίας και αντοχής. Ο λόγος για αυτό είναι ότι η χημική του δομή μειώνει την ευθραυστότητα του γυαλιού, αλλά διατηρεί την ακαμψία του παλλαδίου.

Τρυπάνι βολφραμίου

Το καρβίδιο βολφραμίου είναι απίστευτα σκληρό και έχει ποιοτικά υψηλή ακαμψία, αλλά είναι αρκετά εύθραυστο και μπορεί να λυγίσει εύκολα.

Καρβίδιο του πυριτίου σε μορφή κρυστάλλων

Αυτό το υλικό χρησιμοποιείται για τη δημιουργία πανοπλιών για άρματα μάχης. Στην πραγματικότητα, χρησιμοποιείται σχεδόν σε οτιδήποτε μπορεί να προστατεύσει από σφαίρες. Έχει βαθμολογία σκληρότητας Mohs 9 και έχει επίσης χαμηλή θερμική διαστολή.

Μοριακή δομή νιτριδίου βορίου

Σχεδόν τόσο ισχυρό όσο το διαμάντι, το κυβικό νιτρίδιο βορίου έχει ένα σημαντικό πλεονέκτημα: είναι αδιάλυτο σε νικέλιο και σίδηρο σε υψηλές θερμοκρασίες. Για το λόγο αυτό, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την επεξεργασία αυτών των στοιχείων (διαμαντένιες μορφές νιτριδίων με σίδηρο και νικέλιο σε υψηλές θερμοκρασίες).

Καλώδιο Dyneema

Θεωρείται η ισχυρότερη ίνα στον κόσμο. Ίσως εκπλαγείτε από αυτό το γεγονός: Το Dainima είναι ελαφρύτερο από το νερό, αλλά μπορεί να σταματήσει τις σφαίρες!

Σωλήνας από κράμα

Τα κράματα τιτανίου είναι εξαιρετικά εύκαμπτα και έχουν πολύ υψηλή αντοχή σε εφελκυσμό, αλλά δεν έχουν την ίδια ακαμψία με τα κράματα χάλυβα.

Τα άμορφα μέταλλα αλλάζουν σχήμα εύκολα

Το Liquidmetal αναπτύχθηκε από την Caltech. Παρά το όνομά του, αυτό το μέταλλο δεν είναι υγρό και θερμοκρασία δωματίουέχουν υψηλό επίπεδο αντοχής και αντοχής στη φθορά. Όταν θερμαίνονται, τα άμορφα κράματα μπορούν να αλλάξουν σχήμα.

Το μελλοντικό χαρτί μπορεί να είναι πιο σκληρό από τα διαμάντια

Αυτή η τελευταία εφεύρεση δημιουργείται από ξυλοπολτό, ενώ έχει μεγαλύτερο βαθμό αντοχής από τον χάλυβα! Και πολύ φθηνότερα. Πολλοί επιστήμονες θεωρούν ότι η νανοκυτταρίνη είναι μια φθηνή εναλλακτική λύση στο γυαλί παλλαδίου και τις ίνες άνθρακα.

κέλυφος πιατιού

Αναφέραμε νωρίτερα ότι οι αράχνες του Δαρβίνου περιστρέφουν νήματα από μερικά από τα ισχυρότερα οργανικά υλικά στη Γη. Ωστόσο, τα δόντια της πεταλούδας αποδείχθηκαν ακόμη πιο δυνατά από τους ιστούς. Τα δόντια των Limpet είναι εξαιρετικά σκληρά. Ο λόγος για αυτά τα εκπληκτικά χαρακτηριστικά είναι ο σκοπός: η συλλογή φυκιών από την επιφάνεια των βράχων και των κοραλλιών. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι στο μέλλον θα μπορούσαμε να αντιγράψουμε την ινώδη δομή των δοντιών της πεταλούδας και να τη χρησιμοποιήσουμε στην αυτοκινητοβιομηχανία, στα πλοία, ακόμη και στην αεροπορική βιομηχανία.

Ένα στάδιο πυραύλων στο οποίο πολλά εξαρτήματα περιέχουν χάλυβες maraging

Αυτή η ουσία συνδυάζει υψηλό επίπεδο αντοχής και ακαμψίας χωρίς απώλεια ελαστικότητας. Τα κράματα χάλυβα αυτού του τύπου χρησιμοποιούνται σε τεχνολογίες αεροδιαστημικής και βιομηχανικής κατασκευής.

Κρύσταλλο οσμίου

Το όσμιο είναι εξαιρετικά πυκνό. Χρησιμοποιείται στην κατασκευή πραγμάτων που απαιτούν υψηλό επίπεδοαντοχή και σκληρότητα (ηλεκτρικές επαφές, λαβές μύτης κ.λπ.).

Το κράνος Kevlar σταμάτησε μια σφαίρα

Χρησιμοποιείται σε οτιδήποτε, από τύμπανα μέχρι αλεξίσφαιρα γιλέκα, το Kevlar είναι συνώνυμο της σκληρότητας. Το Kevlar είναι ένα είδος πλαστικού που έχει εξαιρετικά υψηλή αντοχή εφελκυσμού. Στην πραγματικότητα, είναι περίπου 8 φορές μεγαλύτερο από αυτό του ατσάλινο σύρμα! Μπορεί επίσης να αντέξει θερμοκρασίες γύρω στους 450℃.

Σωλήνες φάσματος

Το πολυαιθυλένιο υψηλής απόδοσης είναι πραγματικά ανθεκτικό πλαστικό. Αυτό το ελαφρύ, δυνατό νήμα μπορεί να αντέξει απίστευτη τάση και είναι δέκα φορές ισχυρότερο από το ατσάλι. Παρόμοια με το Kevlar, το Spectra χρησιμοποιείται επίσης για ανθεκτικά βαλλιστικά γιλέκα, κράνη και θωρακισμένα οχήματα.

Ευέλικτη οθόνη γραφενίου

Ένα φύλλο γραφενίου (ένα αλλοτρόπο άνθρακα) πάχους ενός ατόμου είναι 200 ​​φορές ισχυρότερο από τον χάλυβα. Αν και το γραφένιο μοιάζει με σελοφάν, είναι πραγματικά εκπληκτικό. Θα χρειαστεί ένα σχολικό λεωφορείο που θα ισορροπεί πάνω σε ένα μολύβι για να τρυπήσει τυπικό φύλλοΑ1 από αυτό το υλικό!

Νέα τεχνολογία που θα μπορούσε να φέρει επανάσταση στην κατανόησή μας για τη δύναμη

Αυτή η νανοτεχνολογία είναι κατασκευασμένη από σωλήνες άνθρακα που είναι 50.000 φορές λεπτότεροι από την ανθρώπινη τρίχα. Αυτό εξηγεί γιατί είναι 10 φορές ελαφρύτερο από το ατσάλι αλλά 500 φορές ισχυρότερο.

Τα κράματα μικροδικτύων χρησιμοποιούνται τακτικά σε δορυφόρους

Το ελαφρύτερο μεταλλικό, μεταλλικό μικροπλέγμα στον κόσμο είναι επίσης ένα από τα ελαφρύτερα δομικά υλικά στη Γη. Μερικοί επιστήμονες υποστηρίζουν ότι είναι 100 φορές ελαφρύτερο από τον αφρό πολυστυρενίου! Ένα πορώδες αλλά εξαιρετικά ισχυρό υλικό, χρησιμοποιείται σε πολλούς τομείς της τεχνολογίας. Η Boeing ανέφερε τη χρήση του σε αεροσκάφη, κυρίως σε δάπεδα, καθίσματα και τοίχους.

Μοντέλο νανοσωλήνων

Οι νανοσωλήνες άνθρακα (CNTs) μπορούν να περιγραφούν ως «κυλινδρικές κοίλες ίνες χωρίς ραφή» που αποτελούνται από ένα ενιαίο ελασματοποιημένο μοριακό φύλλο καθαρού γραφίτη. Το αποτέλεσμα είναι ένα πολύ ελαφρύ υλικό. Σε νανοκλίμακα, οι νανοσωλήνες άνθρακα έχουν 200 φορές μεγαλύτερη αντοχή από τον χάλυβα.

Το φανταστικό αερογράφο είναι δύσκολο να περιγραφεί!

Γνωστό και ως αερογέλη γραφενίου. Φανταστείτε τη δύναμη του γραφενίου σε συνδυασμό με την αφάνταστη ελαφρότητα. Το Airgel είναι 7 φορές ελαφρύτερο από τον αέρα! Αυτό το απίστευτο υλικό μπορεί να ανακάμψει πλήρως από πάνω από 90% συμπίεση και μπορεί να απορροφήσει έως και 900 φορές το βάρος του σε λάδι. Ελπίζεται ότι αυτό το υλικό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον καθαρισμό πετρελαιοκηλίδων.

Κεντρικό Κτήριο Πολυτεχνείου Μασαχουσέτης

Τη στιγμή που γράφεται αυτό το άρθρο, οι επιστήμονες στο MIT πιστεύουν ότι ανακάλυψαν το μυστικό για τη μεγιστοποίηση της δισδιάστατης ισχύος του γραφενίου σε 3D. Η άγνωστη ακόμη ουσία τους μπορεί να έχει περίπου 5% την πυκνότητα του χάλυβα, αλλά 10 φορές μεγαλύτερη αντοχή.

Μοριακή δομή καρβίνης

Παρά το γεγονός ότι είναι μια μοναδική αλυσίδα ατόμων, η καρβίνη έχει διπλάσια αντοχή σε εφελκυσμό από το γραφένιο και τρεις φορές μεγαλύτερη ακαμψία από το διαμάντι.

γενέτειρα του νιτριδίου του βορίου

Αυτή η φυσική ουσία παράγεται στους κρατήρες των ενεργών ηφαιστείων και είναι 18% ισχυρότερη από το διαμάντι. Είναι μία από τις δύο ουσίες που απαντώνται στη φύση που βρίσκονται σήμερα πιο σκληρές από τα διαμάντια. Το πρόβλημα είναι ότι δεν υπάρχει μεγάλη ποσότητα αυτής της ουσίας και τώρα είναι δύσκολο να πούμε με βεβαιότητα εάν αυτή η δήλωση είναι 100% αληθινή.

Οι μετεωρίτες είναι οι κύριες πηγές του lonsdaleite

Γνωστό και ως εξαγωνικό διαμάντι, αυτή η ουσία αποτελείται από άτομα άνθρακα, αλλά απλώς είναι διατεταγμένα διαφορετικά. Μαζί με το νιτρίδιο του βορίου wurtzite, είναι μία από τις δύο φυσικές ουσίες πιο σκληρές από το διαμάντι. Στην πραγματικότητα, το Lonsdaleite είναι 58% πιο δύσκολο! Ωστόσο, όπως και με την προηγούμενη ουσία, βρίσκεται σε σχετικά μικρούς όγκους. Μερικές φορές συμβαίνει όταν μετεωρίτες γραφίτη συγκρούονται με τον πλανήτη Γη.

Το μέλλον είναι προ των πυλών, επομένως μέχρι το τέλος του 21ου αιώνα μπορούμε να περιμένουμε την εμφάνιση εξαιρετικά ισχυρών και εξαιρετικά ελαφρών υλικών που θα αντικαταστήσουν το Kevlar και τα διαμάντια. Στο μεταξύ, δεν μπορεί παρά να εκπλαγεί κανείς με την ανάπτυξη των σύγχρονων τεχνολογιών.

Και ήταν το ελαφρύτερο υλικό, γνωστό και ως «παγωμένος καπνός», για περισσότερα από 80 χρόνια.

Πέρυσι, αντικαταστάθηκε από ένα άλλο υλικό που ονομάζεται αερογραφίτης. Είναι ένας συνθετικός αφρός που αποτελείται από σωληνοειδείς ίνες άνθρακα. Η πυκνότητά του φτάνει τα 0,18 mg/cm3. Αλλά αυτό το υλικό δεν κράτησε την παλάμη για πολύ.

Πρόσφατα, δημιουργήθηκε ένα άλλο υλικό, το οποίο ονομάστηκε αερογέλη γραφενίου.

Δημιουργήθηκε από μια ομάδα επιστημόνων από το Πανεπιστήμιο Zhejiang. Η πυκνότητά του είναι μικρότερη από αυτή του αερίου ηλίου και ελαφρώς μεγαλύτερη από αυτή του αέριο υδρογόνο. Η πυκνότητά του είναι 0,16 mg/cm3. Για τη δημιουργία του χρησιμοποιήθηκε γραφένιο. Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν τη μέθοδο της λυοφιλοποίησης. Ως αποτέλεσμα, δημιουργήθηκε ένα πορώδες από άνθρακα σφουγγάρι που ακολουθεί πλήρως το δεδομένο σχήμα. Το αεροτζέλ γραφενίου που προκύπτει δεν είναι μόνο το ελαφρύτερο υλικό, αλλά και εξαιρετικά ισχυρό και ελαστικό. Είναι ικανό να απορροφά οργανικά υλικά. Για παράδειγμα, σε ένα δευτερόλεπτο απορροφά 68,8 g πετρελαίου, κάτι που θα του επιτρέψει να χρησιμοποιηθεί για τον καθαρισμό πετρελαιοκηλίδων από τους ωκεανούς.

«Είναι πολύ πιθανό ότι μια μέρα, όταν υπάρχει πετρελαιοκηλίδα, θα μπορέσουμε να χρησιμοποιήσουμε αυτό το υλικό για να το απορροφήσουμε γρήγορα. Λόγω της ελαστικότητάς του... το airgel μπορεί να ανακυκλωθεί»

Επιπλέον, μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε συστήματα αποθήκευσης ενέργειας, καθώς και ως καταλύτης για μια σειρά από χημικές αντιδράσεις.

Για να δείξουν πόσο ελαφρύ είναι το υλικό, οι επιστήμονες το τοποθέτησαν στα πέταλα ενός άνθους κερασιάς.

Τα ανθεκτικά υλικά έχουν ένα ευρύ φάσμα χρήσεων.

Σε επαφή με

Συμμαθητές

Δεν υπάρχει μόνο το σκληρότερο μέταλλο, αλλά και το πιο σκληρό και ανθεκτικό ξύλο, καθώς και τα πιο ανθεκτικά τεχνητά υλικά.

Πού χρησιμοποιούνται τα πιο ανθεκτικά υλικά;

Υλικά βαρέως τύπου χρησιμοποιούνται σε πολλούς τομείς της ζωής. Έτσι, χημικοί στην Ιρλανδία και την Αμερική έχουν αναπτύξει μια τεχνολογία με την οποία παράγονται ανθεκτικές υφαντικές ίνες.

Ένα νήμα αυτού του υλικού έχει διάμετρο πενήντα μικρομέτρων. Δημιουργείται από δεκάδες εκατομμύρια νανοσωλήνες, οι οποίοι συνδέονται μεταξύ τους χρησιμοποιώντας ένα πολυμερές.

Η αντοχή σε εφελκυσμό αυτής της ηλεκτρικά αγώγιμης ίνας είναι τρεις φορές μεγαλύτερη από αυτή του ιστού μιας αράχνης που πλέκει σφαίρα. Το προκύπτον υλικό χρησιμοποιείται για την κατασκευή υπερελαφρών θωράκισης σώματος και αθλητικού εξοπλισμού.

Το όνομα ενός άλλου ανθεκτικού υλικού είναι ONNEX, που δημιουργήθηκε με εντολή του Υπουργείου Άμυνας των ΗΠΑ. Εκτός από τη χρήση του στην παραγωγή θωράκισης σώματος, το νέο υλικό μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί σε συστήματα ελέγχου πτήσης, αισθητήρες και κινητήρες.

Υπάρχει μια τεχνολογία που αναπτύχθηκε από επιστήμονες, χάρη στην οποία λαμβάνονται ισχυρά, σκληρά, διαφανή και ελαφριά υλικά μέσω του μετασχηματισμού αεροπηκτών.

Με βάση αυτά, είναι δυνατή η παραγωγή ελαφριάς θωράκισης σώματος, θωράκισης για άρματα μάχης και ανθεκτικών δομικών υλικών. Οι επιστήμονες του Νοβοσιμπίρσκ ανακάλυψαν έναν αντιδραστήρα πλάσματος μιας νέας αρχής, χάρη στον οποίο είναι δυνατή η παραγωγή νανοσωληνίσκου, ενός εξαιρετικά ισχυρού τεχνητού υλικού.

Αυτό το υλικό ανακαλύφθηκε πριν από είκοσι χρόνια. Είναι μια μάζα ελαστικής συνοχής. Αποτελείται από πλέγματα που δεν φαίνονται με γυμνό μάτι. Το πάχος των τοιχωμάτων αυτών των πλέξεων είναι ένα άτομο.

Το γεγονός ότι τα άτομα φαίνεται να είναι φωλιασμένα μεταξύ τους σύμφωνα με την αρχή της «Ρωσικής κούκλας» καθιστά το νανοσωληνίσκο το πιο ανθεκτικό υλικό από όλα τα γνωστά.

Όταν αυτό το υλικό προστίθεται σε σκυρόδεμα, μέταλλο και πλαστικό, η αντοχή και η ηλεκτρική αγωγιμότητά τους ενισχύονται σημαντικά. Το νανοσωληνάριο θα βοηθήσει να γίνουν τα αυτοκίνητα και τα αεροπλάνα πιο ανθεκτικά. Εάν το νέο υλικό βγει σε ευρεία παραγωγή, τότε οι δρόμοι, τα σπίτια και ο εξοπλισμός μπορούν να γίνουν πολύ ανθεκτικά.

Θα είναι πολύ δύσκολο να τα καταστρέψετε. Το νανοσωληνάριο δεν έχει εισαχθεί ακόμη σε ευρεία παραγωγή λόγω του πολύ υψηλού κόστους του. Ωστόσο, οι επιστήμονες του Νοβοσιμπίρσκ κατάφεραν να μειώσουν σημαντικά το κόστος αυτού του υλικού. Τώρα το νανοσωληνάριο μπορεί να παραχθεί όχι σε κιλά, αλλά σε τόνους.

Πλέον σκληρό μέταλλο

Μεταξύ όλων των γνωστών μετάλλων, το χρώμιο είναι το πιο σκληρό, αλλά η σκληρότητά του εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την καθαρότητά του. Οι ιδιότητές του είναι αντοχή στη διάβρωση, αντοχή στη θερμότητα και ανθεκτικότητα. Το χρώμιο είναι ένα μέταλλο με λευκο-μπλε απόχρωση. Η σκληρότητά του Brinell είναι 70-90 kgf/cm2.

Το σημείο τήξης του σκληρότερου μετάλλου είναι χίλιοι εννιακόσιοι επτά βαθμοί Κελσίου με πυκνότητα επτά χιλιάδες διακόσια kg/m3.

Αυτό το μέταλλο βρίσκεται στο φλοιό της γης σε ποσοστό 0,02 τοις εκατό, το οποίο είναι σημαντικό. Συνήθως βρίσκεται με τη μορφή σιδηρομεταλλεύματος χρωμίου. Το χρώμιο εξορύσσεται από πυριτικά πετρώματα.

Αυτό το μέταλλο χρησιμοποιείται στη βιομηχανία, την τήξη χάλυβα χρωμίου, νικρώμιο και ούτω καθεξής. Χρησιμοποιείται για αντιδιαβρωτικές και διακοσμητικές επιστρώσεις. Οι πέτρινοι μετεωρίτες που πέφτουν στη Γη είναι πολύ πλούσιοι σε χρώμιο.

Το πιο ανθεκτικό δέντρο

Υπάρχει ξύλο που είναι ισχυρότερο από το μαντέμι και μπορεί να συγκριθεί με την αντοχή του σιδήρου. Μιλάμε για το «Schmidt Birch». Ονομάζεται επίσης Iron Birch. Ο άνθρωπος δεν γνωρίζει πιο δυνατό δέντρο από αυτό. Ανακαλύφθηκε από έναν Ρώσο βοτανολόγο ονόματι Schmidt ενώ βρισκόταν στην Άπω Ανατολή.

Λόγω αυτών των ιδιοτήτων, η σημύδα σιδήρου θα μπορούσε μερικές φορές να αντικαταστήσει το μέταλλο, επειδή αυτό το ξύλο δεν υπόκειται σε διάβρωση και σήψη. Το κύτος ενός πλοίου από Iron Birch δεν χρειάζεται καν να βαφτεί· το πλοίο δεν θα καταστραφεί από τη διάβρωση και επίσης δεν φοβάται τα οξέα.

Μια σημύδα Schmidt δεν μπορεί να τρυπηθεί από μια σφαίρα, δεν μπορείτε να την κόψετε με ένα τσεκούρι. Από όλες τις σημύδες στον πλανήτη μας, η Iron Birch είναι η μακροβιότερη - ζει για τετρακόσια χρόνια.

Ο βιότοπός του είναι το φυσικό καταφύγιο Kedrovaya Pad. Πρόκειται για ένα σπάνιο προστατευόμενο είδος που περιλαμβάνεται στο Κόκκινο Βιβλίο. Αν δεν υπήρχε τέτοια σπανιότητα, το εξαιρετικά δυνατό ξύλο αυτού του δέντρου θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί παντού.

Και εδώ είναι τα περισσότερα ψηλά δέντραΣτον κόσμο, τα κόκκινα ξύλα δεν είναι πολύ ανθεκτικό υλικό. Όμως, σύμφωνα με το uznayvse.ru, μπορούν να μεγαλώσουν έως και 150 μέτρα σε ύψος.

Πλέον ανθεκτικό υλικόστο Σύμπαν

Το πιο ανθεκτικό και ταυτόχρονα ελαφρύτερο υλικό στο σύμπαν μας είναι το γραφένιο. Αυτή είναι μια πλάκα άνθρακα, το πάχος της οποίας είναι μόνο ένα άτομο, αλλά είναι ισχυρότερο από το διαμάντι και η ηλεκτρική αγωγιμότητα είναι εκατό φορές υψηλότερη από το πυρίτιο των τσιπ υπολογιστών.