Πρώτα ελαφριά και βαριά υλικά. Ποιο είναι το πιο δυνατό υλικό στον κόσμο; Το πιο ανθεκτικό δέντρο

Το ελαφρύτερο υλικό στον κόσμο 8 Ιανουαρίου 2014

Εάν παρακολουθείτε τα τελευταία νέα στον κόσμο σύγχρονες τεχνολογίες, 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. Έκτοτε, οι επιστήμονες από διάφορους οργανισμούςδιεξήγαγε έρευνα και ανάπτυξη τέτοιων υλικών, 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 δημιουργηθούν τέτοια ελαφρύ υλικόοι επιστήμονες έχουν χρησιμοποιήσει ένα από τα πιο εκπληκτικά και λεπτά υλικάσήμερα - γραφένιο. Χρησιμοποιώντας την εμπειρία τους στη δημιουργία μικροσκοπικών υλικών όπως «μονοδιάστατες» ίνες γραφενίου και δισδιάστατες ταινίες γραφενίου, η ομάδα αποφάσισε να προσθέσει μια άλλη διάσταση στις δύο διαστάσεις του γραφενίου και να δημιουργήσει ένα χύμα πορώδες υλικό γραφενίου.

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 ορισμένους χημικές αντιδράσειςκαι ως πληρωτικό για πολύπλοκα σύνθετα υλικά.

Ένα ελαφρύ και ανθεκτικό υλικό παρόμοιο σε βάρος με το αλουμίνιο, αλλά σχεδόν 25 φορές ισχυρότερο λόγω της χρήσης νανοσωλήνων νιτριδίου του βορίου.

Περιγραφή:

Οι νανοσωλήνες νιτριδίου του βορίου είναι δομικά ανάλογα νανοσωλήνες άνθρακα. Νιτρίδιο βορίου ( χημική φόρμουλα: BN) είναι μια δυαδική ένωση βορίου και αζώτου. Το νιτρίδιο του βορίου, όπως και ο άνθρακας, μπορεί να σχηματίσει φύλλα πάχους ενός ατόμου που τυλίγονται σε κυλίνδρους για τη δημιουργία νανοσωλήνων.

Νανοσωλήνες νιτριδίου βορίου. Μπάρα κλίμακας – 1 μικρόμετρο:

Τύποι σύνθετων υλικών:

– νανοσύνθετα υλικά που δημιουργούνται με ψεκασμό μετάλλου σε νανοσωλήνες.

– μια λεπτή λωρίδα που μοιάζει με κανονικό αλουμίνιο, αλλά έχει ενσωματωμένες νανοδομές. Η αντοχή αυτών των κατασκευών είναι 50 φορές μεγαλύτερη από τον χάλυβα.

Πλεονεκτήματα των νανοσωλήνων νιτριδίου του βορίου:

– ευθεία, ελαστικά, η θέση τους είναι πιο εύκολο να ελεγχθεί, επιτυγχάνοντας ομοιόμορφη και, κατά συνέπεια, πιο ανθεκτική υφή του υλικού.

– Σε σύγκριση με τους νανοσωλήνες άνθρακα, είναι πιο σταθεροί υψηλές θερμοκρασίες;

– μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την προστασία της ακτινοβολίας νετρονίων και υπεριώδους ακτινοβολίας.

– έχουν πιεζοηλεκτρικές ιδιότητες - μπορούν να παράγουν ηλεκτρικό φορτίοόταν τεντώνεται?

– το νιτρίδιο του βορίου είναι χημικά παθητικό, αντιδρά ασθενώς με οξέα και διαλύματα.

Πλεονεκτήματα του υλικού:

– εξοπλισμός κατασκευασμένος με χρησιμοποιώντας φωςκαι ανθεκτικό υλικό, θα γίνει ελαφρύτερο, διατηρώντας παράλληλα άλλες σημαντικές ιδιότητες.

– μείωση της κατανάλωσης καυσίμου κατά τη μεταφορά ελαφρών και διαρκήςυλικό, αυξάνοντας το εύρος κίνησης και τον όγκο των μεταφερόμενων εμπορευμάτων.

Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ελαφρύ και ανθεκτικό υλικό:

– στην κατασκευή αεροσκαφών·

– στη μηχανολογία?

– V κατασκευήδιάφορους βαθμούς πολυπλοκότητας·

– στη βιοϊατρική κ.λπ.

Στις δραστηριότητές του, ένα άτομο χρησιμοποιεί διαφορετικές ποιότητεςουσίες και υλικά. Και η δύναμη και η αξιοπιστία τους δεν είναι ασήμαντες. Τα πιο σκληρά υλικά στη φύση και αυτά που δημιουργήθηκαν τεχνητά θα συζητηθούν σε αυτό το άρθρο.

Γενικά αποδεκτό πρότυπο

Για τον προσδιορισμό της αντοχής ενός υλικού, χρησιμοποιείται η κλίμακα Mohs - μια κλίμακα για την αξιολόγηση της σκληρότητας ενός υλικού με βάση την αντίδρασή του στο ξύσιμο. Για τον μέσο άνθρωπο τα περισσότερα σκληρό υλικό- αυτό είναι ένα διαμάντι. Θα εκπλαγείτε, αλλά αυτό το ορυκτό βρίσκεται μόνο κάπου στη 10η θέση μεταξύ των πιο σκληρών. Κατά μέσο όρο, ένα υλικό θεωρείται υπερσκληρό εάν οι τιμές του είναι πάνω από 40 GPa. Επιπλέον, κατά τον εντοπισμό του σκληρότερου υλικού στον κόσμο, θα πρέπει επίσης να λαμβάνεται υπόψη η φύση της προέλευσής του. Επιπλέον, η αντοχή και η ανθεκτικότητα συχνά εξαρτώνται από την πρόσκρουση εξωτερικοί παράγοντεςσε αυτόν.

Το πιο σκληρό υλικό στη Γη

Σε αυτή την ενότητα θα δώσουμε προσοχή χημικές ενώσειςμε ασυνήθιστη κρυσταλλική δομή, τα οποία είναι πολύ πιο δυνατά από τα διαμάντια και μπορούν εύκολα να το γρατσουνίσουν. Εδώ είναι τα κορυφαία 6 πιο σκληρά υλικά που δημιούργησε ο άνθρωπος, ξεκινώντας από το λιγότερο σκληρό.

• Νιτρίδιο άνθρακα - βόριο. Αυτό το επίτευγμα της σύγχρονης χημείας έχει δείκτη αντοχής 76 GPa.
• Το αερογέλη γραφενίου (αερογράφημα) είναι ένα υλικό 7 φορές ελαφρύτερο από τον αέρα, αποκαθιστώντας το σχήμα του μετά από συμπίεση 90%. Ένα εκπληκτικά ανθεκτικό υλικό που μπορεί επίσης να απορροφήσει έως και 900 φορές το βάρος του σε υγρό ή ακόμα και λάδι. Αυτό το υλικό σχεδιάζεται να χρησιμοποιηθεί σε πετρελαιοκηλίδες.
• Το γραφένιο είναι μια μοναδική εφεύρεση και το ισχυρότερο υλικό στο Σύμπαν. Περισσότερα για αυτό παρακάτω.
• Το Carbyne είναι ένα γραμμικό πολυμερές αλλοτροπικού άνθρακα, από το οποίο κατασκευάζονται εξαιρετικά λεπτοί (1 άτομο) και εξαιρετικά ισχυροί σωλήνες. Για πολύ καιρόκανείς δεν μπόρεσε να κατασκευάσει έναν τέτοιο σωλήνα μήκους άνω των 100 ατόμων. Αλλά Αυστριακοί επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο της Βιέννης κατάφεραν να ξεπεράσουν αυτό το εμπόδιο. Επιπλέον, αν παλαιότερα η καρβίνη συντέθηκε σε μικρές ποσότητες και ήταν πολύ ακριβή, σήμερα είναι δυνατή η σύνθεση της σε τόνους. Αυτό ανοίγει νέους ορίζοντες για τη διαστημική τεχνολογία και πολλά άλλα.
• Το Elbor (kingsongite, cubonite, borazone) είναι μια νανο-μηχανική ένωση που χρησιμοποιείται ευρέως στην επεξεργασία μετάλλων σήμερα. Σκληρότητα - 108 GPa.

• Ο φουλερίτης είναι το σκληρότερο υλικό στη Γη, γνωστό στον άνθρωποΣήμερα. Η αντοχή του στα 310 GPa εξασφαλίζεται από το γεγονός ότι δεν αποτελείται από μεμονωμένα άτομα, αλλά από μόρια. Αυτοί οι κρύσταλλοι θα ξύσουν εύκολα ένα διαμάντι όπως ένα μαχαίρι θα ξύσει το βούτυρο.

Θαύμα ανθρώπινων χεριών

Το γραφένιο είναι μια άλλη εφεύρεση της ανθρωπότητας που βασίζεται σε αλλοτροπικές τροποποιήσεις του άνθρακα. Στην εμφάνιση - λεπτή μεμβράνηπάχος ενός ατόμου, αλλά 200 φορές ισχυρότερο από το ατσάλι, με εξαιρετική ευελιξία.

Για το γραφένιο λένε ότι για να το τρυπήσει πρέπει να υπάρχει ένας ελέφαντας στην άκρη ενός μολυβιού. Επιπλέον, η ηλεκτρική του αγωγιμότητα είναι 100 φορές υψηλότερη από το πυρίτιο στα τσιπ υπολογιστών. Πολύ σύντομα θα φύγει από το εργαστήριο και θα μπει στο καθημερινή ζωήόπως και ηλιακούς συλλέκτες, κινητά τηλέφωνα και σύγχρονα τσιπ υπολογιστών.

Δύο πολύ σπάνια αποτελέσματα ανωμαλιών στη φύση

Υπάρχουν πολύ σπάνιες ενώσεις που βρίσκονται στη φύση που έχουν απίστευτη δύναμη.

• Το νιτρίδιο του βορίου είναι μια ουσία της οποίας οι κρύσταλλοι έχουν συγκεκριμένο σχήμα βουρτζίτη. Με την εφαρμογή φορτίων, οι συνδέσεις μεταξύ ατόμων σε κρυσταλλικού πλέγματοςανακατανεμήθηκε, αυξάνοντας την αντοχή κατά 75%. Δείκτης σκληρότητας - 114 GPa. Αυτή η ουσία σχηματίζεται κατά τη διάρκεια ηφαιστειακών εκρήξεων· υπάρχει πολύ λίγο από αυτήν στη φύση.
• Ο Lonsdaleite (στην κύρια φωτογραφία) είναι μια ένωση αλλοτροπικού άνθρακα. Το υλικό ανακαλύφθηκε σε κρατήρα μετεωρίτη και πιστεύεται ότι σχηματίστηκε από γραφίτη κάτω από εκρηκτικές συνθήκες. Δείκτης σκληρότητας - 152 GPa. Σπάνια συναντάται στη φύση.

Θαύματα της άγριας ζωής

Ανάμεσα στα ζωντανά όντα στον πλανήτη μας υπάρχουν και εκείνοι που έχουν κάτι πολύ ιδιαίτερο.

• Ιστός Caerostris darwini. Το νήμα που παράγει η αράχνη του Δαρβίνου είναι ισχυρότερο από το ατσάλι και πιο σκληρό από το Kevlar. Ήταν αυτός ο ιστός που χρησιμοποίησαν οι επιστήμονες της NASA κατά την ανάπτυξη διαστημικών προστατευτικών στολών.
• Δόντια του μαλακίου πεταλούδας - η ινώδης δομή τους μελετάται σήμερα από τη βιονική. Είναι τόσο δυνατά που επιτρέπουν στο μαλάκιο να αποκόψει τα φύκια που έχουν μεγαλώσει στην πέτρα.

Σιδερένια σημύδα

Ένα άλλο θαύμα της φύσης είναι η σημύδα Schmidt. Το ξύλο του είναι το πιο σκληρό βιολογικής προέλευσης. Αναπτύσσεται στην Άπω Ανατολή στο φυσικό καταφύγιο Kedrovaya Pad και περιλαμβάνεται στο Κόκκινο Βιβλίο. Αντοχή συγκρίσιμη με το σίδηρο και το χυτοσίδηρο. Αλλά ταυτόχρονα δεν υπόκειται σε διάβρωση και σήψη.

Η ευρεία χρήση του ξύλου που ακόμη και οι σφαίρες δεν μπορούν να διαπεράσουν παρεμποδίζεται από την εξαιρετική σπανιότητά του.

Το πιο σκληρό από τα μέταλλα

Αυτό είναι ένα μπλε-λευκό μέταλλο - χρώμιο. Αλλά η δύναμή του εξαρτάται από την καθαρότητά του. Στη φύση περιέχει 0,02%, που δεν είναι καθόλου τόσο λίγο. Εξάγεται από πυριτικά πετρώματα βράχους. Οι μετεωρίτες που πέφτουν στη Γη περιέχουν επίσης πολύ χρώμιο.

Είναι ανθεκτικό στη διάβρωση, ανθεκτικό στη θερμότητα και πυρίμαχο. Το χρώμιο είναι μέρος πολλών κραμάτων (χρώμιο χάλυβας, νιχρώμιο), τα οποία χρησιμοποιούνται ευρέως στη βιομηχανία και σε αντιδιαβρωτικές διακοσμητικές επιστρώσεις.

Μαζί είμαστε πιο δυνατοί

Ένα μέταλλο είναι καλό, αλλά σε ορισμένους συνδυασμούς είναι δυνατό να προσδώσει εκπληκτικές ιδιότητες στο κράμα.

Εξαιρετικά ισχυρό κράμα τιτανίου και χρυσού - το μόνο ισχυρό υλικό, το οποίο βρέθηκε βιοσυμβατό με ζωντανούς ιστούς. Το κράμα βήτα-Ti3Au είναι τόσο ισχυρό που δεν μπορεί να αλεσθεί σε κονίαμα. Είναι ήδη σαφές σήμερα ότι αυτό είναι το μέλλον διαφόρων εμφυτευμάτων, τεχνητών αρθρώσεων και οστών. Επιπλέον, μπορεί να εφαρμοστεί στην παραγωγή γεωτρήσεων, την κατασκευή αθλητικός εξοπλισμόςκαι σε πολλούς άλλους τομείς της ζωής μας.

Ένα κράμα παλλαδίου, αργύρου και ορισμένων μεταλλοειδών μπορεί να έχει παρόμοιες ιδιότητες. Οι επιστήμονες του Ινστιτούτου Caltec εργάζονται επί του παρόντος σε αυτό το έργο.

Μέλλον στα 20$ το κουβάρι

Ποιο είναι το πιο σκληρό υλικό που μπορεί να αγοράσει ένας μέσος άνθρωπος σήμερα; Με μόλις 20 δολάρια μπορείτε να αγοράσετε 6 μέτρα ταινία Braeön. Από το 2017, έχει βγει προς πώληση από τον κατασκευαστή Dustin McWilliams. Χημική σύνθεσηκαι ο τρόπος παραγωγής κρατούνται αυστηρά μυστικοί, αλλά η ποιότητά του είναι εκπληκτική.

Απολύτως οτιδήποτε μπορεί να στερεωθεί με ταινία. Για να το κάνετε αυτό, πρέπει να το τυλίξετε γύρω από τα μέρη που στερεώνονται, να το θερμάνετε με έναν κανονικό αναπτήρα και να του δώσετε μια πλαστική σύνθεση το απαιτούμενο έντυποκαι αυτό είναι όλο. Μετά την ψύξη, ο σύνδεσμος θα αντέξει φορτίο 1 τόνου.

Και σκληρό και μαλακό

Το 2017, εμφανίστηκαν πληροφορίες σχετικά με τη δημιουργία ενός εκπληκτικού υλικού - του πιο σκληρού και μαλακότερου ταυτόχρονα. Αυτό το μεταϋλικό εφευρέθηκε από επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν. Κατάφεραν να μάθουν πώς να ελέγχουν τη δομή του υλικού και να το κάνουν να εμφανίζει διαφορετικές ιδιότητες.

Για παράδειγμα, όταν χρησιμοποιείται για τη δημιουργία αυτοκινήτων, το σώμα θα είναι άκαμπτο όταν κινείται και μαλακό σε περίπτωση σύγκρουσης. Το σώμα απορροφά την ενέργεια επαφής και προστατεύει τον επιβάτη.

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, 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

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 ίδιο το σημείο τήξης σκληρό μέταλλο– χίλιοι εννιακόσιοι επτά βαθμοί Κελσίου με πυκνότητα επτά χιλιάδες διακόσια kg/m3.

Αυτό το μέταλλο είναι μέσα φλοιός της γηςσε ποσοστό 0,02 τοις εκατό, που είναι αρκετά. 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 αντιδιαβρωτική και διακοσμητικά επιχρίσματα. Οι πέτρινοι μετεωρίτες που πέφτουν στη Γη είναι πολύ πλούσιοι σε χρώμιο.

Το περισσότερο ανθεκτικό ξύλο

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.

Το ισχυρότερο υλικό στο 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.

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, 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.

Το πιο σκληρό μέταλλο

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

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