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, νέο υλικόμπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί σε συστήματα ελέγχου πτήσης, αισθητήρες, κινητήρες.

Υπάρχει μια τεχνολογία που αναπτύχθηκε από επιστήμονες, χάρη στην οποία αποκτώνται ισχυρά, σκληρά, διαφανή και ελαφριά υλικά μέσω της μετατροπής αεροπηκτών.

Με βάση αυτά, είναι δυνατή η παραγωγή ελαφριάς θωράκισης σώματος, πανοπλίας για άρματα μάχης και ανθεκτικής ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΤΙΚΑ ΥΛΙΚΑ. Οι επιστήμονες του Νοβοσιμπίρσκ ανακάλυψαν έναν αντιδραστήρα πλάσματος μιας νέας αρχής, χάρη στον οποίο είναι δυνατή η παραγωγή νανοσωληναρίου, 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» κάνει το νανοσωληνίσκο ανθεκτικό υλικόόλων των γνωστών.

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 σημείο τήξης του σκληρότερου μετάλλου είναι 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.

Το όσμιο ορίζεται επί του παρόντος ως η βαρύτερη ουσία στον πλανήτη. Μόλις ένα κυβικό εκατοστό αυτής της ουσίας ζυγίζει 22,6 γραμμάρια. Ανακαλύφθηκε το 1804 από τον Άγγλο χημικό Smithson Tennant· όταν ο χρυσός διαλύθηκε σε δοκιμαστικό σωλήνα, παρέμεινε ένα ίζημα. Αυτό συνέβη λόγω της ιδιαιτερότητας του οσμίου· είναι αδιάλυτο σε αλκάλια και οξέα.

Το πιο βαρύ στοιχείο στον πλανήτη

Είναι μια γαλαζωπόλευκη μεταλλική σκόνη. Εμφανίζεται στη φύση σε επτά ισότοπα, έξι από τα οποία είναι σταθερά και ένα είναι ασταθές. Είναι ελαφρώς πιο πυκνό από το ιρίδιο, το οποίο έχει πυκνότητα 22,4 γραμμάρια ανά κυβικό εκατοστό. Από τα υλικά που έχουν ανακαλυφθεί μέχρι σήμερα, η βαρύτερη ουσία στον κόσμο είναι το όσμιο.

Ανήκει στην ομάδα του λανθανίου, του υττρίου, του σκανδίου και άλλων λανθανιδών.

Πιο ακριβό από χρυσό και διαμάντια

Πολύ λίγο εξορύσσεται, περίπου δέκα χιλιάδες κιλά ετησίως. Ακόμη και η μεγαλύτερη πηγή οσμίου, το κοίτασμα Dzhezkazgan, περιέχει περίπου τρία δέκα εκατομμύρια μέρη. Η αγοραία αξία του σπάνιου μετάλλου στον κόσμο αγγίζει περίπου τις 200 χιλιάδες δολάρια ανά γραμμάριο. Επιπλέον, η μέγιστη καθαρότητα του στοιχείου κατά τη διάρκεια της διαδικασίας καθαρισμού είναι περίπου εβδομήντα τοις εκατό.

Αν και τα ρωσικά εργαστήρια κατάφεραν να λάβουν καθαρότητα 90,4 τοις εκατό, η ποσότητα του μετάλλου δεν ξεπερνούσε τα πολλά χιλιοστόγραμμα.

Πυκνότητα ύλης πέρα ​​από τον πλανήτη Γη

Το Όσμιο είναι αναμφίβολα ο ηγέτης των βαρύτερων στοιχείων στον πλανήτη μας. Αλλά αν στρέψουμε το βλέμμα μας στο διάστημα, τότε η προσοχή μας θα αποκαλύψει πολλές ουσίες πιο βαριές από τον «βασιλιά» μας των βαρέων στοιχείων.

Το γεγονός είναι ότι στο Σύμπαν υπάρχουν συνθήκες κάπως διαφορετικές από ό,τι στη Γη. Η βαρύτητα της σειράς είναι τόσο μεγάλη που η ουσία γίνεται απίστευτα πυκνή.

Αν εξετάσουμε τη δομή του ατόμου, θα διαπιστώσουμε ότι οι αποστάσεις στον διατομικό κόσμο θυμίζουν κάπως τον χώρο που βλέπουμε. Όπου πλανήτες, αστέρια και άλλοι βρίσκονται σε αρκετά μεγάλη απόσταση. Τα υπόλοιπα τα καταλαμβάνει το κενό. Αυτή είναι ακριβώς η δομή που έχουν τα άτομα και με ισχυρή βαρύτητα αυτή η απόσταση μειώνεται αρκετά σημαντικά. Μέχρι την «πίεση» κάποιων στοιχειωδών σωματιδίων σε άλλα.

Τα αστέρια νετρονίων είναι εξαιρετικά πυκνά διαστημικά αντικείμενα

Ψάχνοντας πέρα ​​από τη Γη μας, μπορεί να βρούμε τη βαρύτερη ύλη στο διάστημα σε αστέρια νετρονίων.

Αυτοί είναι αρκετά μοναδικοί κάτοικοι του διαστήματος, ένας από τους πιθανούς τύπους αστρικής εξέλιξης. Η διάμετρος τέτοιων αντικειμένων κυμαίνεται από 10 έως 200 χιλιόμετρα, με μάζα ίση με τον Ήλιο μας ή 2-3 φορές μεγαλύτερη.

Αυτό το κοσμικό σώμα αποτελείται κυρίως από έναν πυρήνα νετρονίων, ο οποίος αποτελείται από ρέοντα νετρόνια. Αν και, σύμφωνα με τις υποθέσεις ορισμένων επιστημόνων, θα πρέπει να είναι σε σταθερή κατάσταση, αξιόπιστες πληροφορίες δεν υπάρχουν σήμερα. Ωστόσο, είναι γνωστό ότι είναι αστέρια νετρονίων που, έχοντας φτάσει στο όριο συμπίεσής τους, μετατρέπονται στη συνέχεια σε μια κολοσσιαία απελευθέρωση ενέργειας, της τάξης των 10 43 - 10 45 joules.

Η πυκνότητα ενός τέτοιου αστεριού είναι συγκρίσιμη, για παράδειγμα, με το βάρος του Έβερεστ που τοποθετείται μέσα Σπιρτόκουτο. Πρόκειται για εκατοντάδες δισεκατομμύρια τόνους σε ένα κυβικό χιλιοστό. Για παράδειγμα, για να γίνει πιο σαφές πόσο υψηλή είναι η πυκνότητα της ύλης, ας πάρουμε τον πλανήτη μας με τη μάζα του 5,9 × 1024 kg και ας τον «μετατρέψουμε» σε αστέρι νετρονίων.

Ως αποτέλεσμα, για να ισούται η πυκνότητα αστέρι νετρονίων, πρέπει να μειωθεί στο μέγεθος ενός συνηθισμένου μήλου, με διάμετρο 7-10 εκατοστά. Η πυκνότητα των μοναδικών αστρικών αντικειμένων αυξάνεται καθώς κινείστε προς το κέντρο.

Στρώματα και πυκνότητα ύλης

Το εξωτερικό στρώμα του αστεριού αναπαρίσταται με τη μορφή μαγνητόσφαιρας. Ακριβώς κάτω από αυτό, η πυκνότητα της ουσίας φτάνει ήδη περίπου έναν τόνο ανά κυβικό εκατοστό. Λαμβάνοντας υπόψη τις γνώσεις μας για τη Γη, στις αυτή τη στιγμή, αυτή είναι η πιο βαριά ουσία από τα στοιχεία που ανακαλύφθηκαν. Μην βιαστείτε όμως να βγάλετε συμπεράσματα.

Ας συνεχίσουμε την έρευνά μας για μοναδικά αστέρια. Ονομάζονται επίσης πάλσαρ λόγω της υψηλής ταχύτητας περιστροφής γύρω από τον άξονά τους. Αυτός ο δείκτης για διάφορα αντικείμενα κυμαίνεται από αρκετές δεκάδες έως εκατοντάδες στροφές ανά δευτερόλεπτο.

Ας προχωρήσουμε περαιτέρω στη μελέτη του υπερπυκνού κοσμικά σώματα. Ακολουθεί ένα στρώμα που έχει τα χαρακτηριστικά ενός μετάλλου, αλλά είναι πιθανόν παρόμοια στη συμπεριφορά και τη δομή. Οι κρύσταλλοι είναι πολύ μικρότεροι από ό,τι βλέπουμε στο κρυσταλλικό πλέγμα των γήινων ουσιών. Για να δημιουργήσετε μια γραμμή κρυστάλλων 1 εκατοστού, θα χρειαστεί να απλώσετε περισσότερα από 10 δισεκατομμύρια στοιχεία. Η πυκνότητα σε αυτό το στρώμα είναι ένα εκατομμύριο φορές μεγαλύτερη από ό,τι στο εξωτερικό στρώμα. Αυτό δεν είναι το πιο βαρύ υλικό στο αστέρι. Ακολουθεί ένα στρώμα πλούσιο σε νετρόνια, του οποίου η πυκνότητα είναι χίλιες φορές μεγαλύτερη από την προηγούμενη.

Ο πυρήνας του αστέρα νετρονίων και η πυκνότητά του

Κάτω είναι ο πυρήνας, εδώ η πυκνότητα φτάνει στο μέγιστο - διπλάσια από το υπερκείμενο στρώμα. Βασικό θέμα ουράνιο σώμααποτελείται από όλα τα στοιχειώδη σωματίδια που είναι γνωστά στη φυσική. Με αυτό, φτάσαμε στο τέλος του ταξιδιού στον πυρήνα ενός άστρου σε αναζήτηση της πιο βαριάς ουσίας στο διάστημα.

Η αποστολή αναζήτησης ουσιών μοναδικών σε πυκνότητα στο Σύμπαν φαίνεται να έχει ολοκληρωθεί. Όμως το διάστημα είναι γεμάτο μυστήρια και ανεξερεύνητα φαινόμενα, αστέρια, γεγονότα και μοτίβα.

Μαύρες τρύπες στο Σύμπαν

Θα πρέπει να δώσετε προσοχή σε αυτό που είναι ήδη ανοιχτό σήμερα. Αυτές είναι μαύρες τρύπες. Ίσως αυτοί να είναι αυτοί μυστηριώδη αντικείμεναμπορεί να ισχυρίζονται ότι η βαρύτερη ύλη στο Σύμπαν είναι το συστατικό τους. Σημειώστε ότι η βαρύτητα των μαύρων τρυπών είναι τόσο ισχυρή που το φως δεν μπορεί να διαφύγει.

Σύμφωνα με τους επιστήμονες, η ύλη που έλκεται στην περιοχή του χωροχρόνου γίνεται τόσο πυκνή που τα διαστήματα μεταξύ τους στοιχειώδη σωματίδιαδεν μένει.

Δυστυχώς, πέρα ​​από τον ορίζοντα γεγονότων (το λεγόμενο όριο όπου το φως και οποιοδήποτε αντικείμενο, υπό την επίδραση της βαρύτητας, δεν μπορούν να φύγουν μαύρη τρύπα) ακολουθούν οι εικασίες μας και οι έμμεσες υποθέσεις που βασίζονται στις εκπομπές των ροών σωματιδίων.

Ορισμένοι επιστήμονες προτείνουν ότι ο χώρος και ο χρόνος αναμιγνύονται πέρα ​​από τον ορίζοντα γεγονότων. Υπάρχει η άποψη ότι μπορεί να είναι ένα «πέρασμα» σε άλλο Σύμπαν. Ίσως αυτό να ισχύει, αν και είναι πολύ πιθανό πέρα ​​από αυτά τα όρια να ανοίξει ένας άλλος χώρος με εντελώς νέους νόμους. Μια περιοχή όπου ο χρόνος ανταλλάσσει «τόπο» με χώρο. Η τοποθεσία του μέλλοντος και του παρελθόντος καθορίζεται απλώς από την επιλογή του παρακάτω. Όπως η επιλογή μας να πάμε δεξιά ή αριστερά.

Είναι δυνητικά πιθανό να υπάρχουν πολιτισμοί στο Σύμπαν που έχουν κατακτήσει το ταξίδι στο χρόνο μέσα από τις μαύρες τρύπες. Ίσως στο μέλλον οι άνθρωποι από τον πλανήτη Γη να ανακαλύψουν το μυστικό του ταξιδιού στο χρόνο.

Ο κόσμος γύρω μας εξακολουθεί να είναι γεμάτος με πολλά μυστήρια, αλλά ακόμη και εκείνα που είναι γνωστά από καιρό επιστήμονες των φαινομένωνκαι οι ουσίες δεν παύουν ποτέ να εκπλήσσουν και να απολαμβάνουν. Θαυμάζουμε τα έντονα χρώματα, απολαμβάνουμε γεύσεις και χρησιμοποιούμε τις ιδιότητες κάθε είδους ουσιών που κάνουν τη ζωή μας πιο άνετη, ασφαλέστερη και πιο ευχάριστη. Σε αναζήτηση των πιο αξιόπιστων και ισχυρά υλικάΟ άνθρωπος έχει κάνει πολλές συναρπαστικές ανακαλύψεις, και εδώ είναι μια επιλογή από μόλις 25 τέτοιες μοναδικές ενώσεις!

25. Διαμάντια

Αν όχι όλοι, τότε σχεδόν όλοι το γνωρίζουν σίγουρα. Τα διαμάντια δεν είναι μόνο ένας από τους πιο σεβαστούς πολύτιμους λίθους, αλλά και ένα από τα σκληρότερα ορυκτά στη Γη. Στην κλίμακα Mohs (μια κλίμακα σκληρότητας που αξιολογεί την αντίδραση ενός ορυκτού στο ξύσιμο), ένα διαμάντι παρατίθεται στη γραμμή 10. Υπάρχουν συνολικά 10 θέσεις στην κλίμακα και η 10η είναι το τελευταίο και πιο δύσκολο πτυχίο. Τα διαμάντια είναι τόσο σκληρά που μπορούν να γρατσουνιστούν μόνο από άλλα διαμάντια.

24. Αλίευση ιστών του είδους αράχνης Caerostris darwini


Φωτογραφία: pixabay

Είναι δύσκολο να το πιστέψει κανείς, αλλά ο ιστός της αράχνης Caerostris darwini (ή της αράχνης του Δαρβίνου) είναι ισχυρότερος από τον χάλυβα και σκληρότερος από το Kevlar. Αυτός ο ιστός έχει αναγνωριστεί ως το σκληρότερο βιολογικό υλικό στον κόσμο, αν και τώρα έχει ήδη έναν πιθανό ανταγωνιστή, αλλά τα δεδομένα δεν έχουν ακόμη επιβεβαιωθεί. Η ίνα αράχνης δοκιμάστηκε για χαρακτηριστικά όπως η θραύση, αντοχή κρούσης, αντοχή σε εφελκυσμό και συντελεστή Young (η ιδιότητα ενός υλικού να αντιστέκεται στο τέντωμα και τη συμπίεση κατά την ελαστική παραμόρφωση) και σε όλους αυτούς τους δείκτες ο ιστός φάνηκε με τον πιο εκπληκτικό τρόπο. Επιπλέον, ο ιστός της αράχνης του Δαρβίνου είναι απίστευτα ελαφρύς. Για παράδειγμα, αν τυλίξουμε τον πλανήτη μας με ίνα Caerostris darwini, το βάρος μιας τόσο μακριάς κλωστής θα είναι μόνο 500 γραμμάρια. Τόσο μεγάλα δίκτυα δεν υπάρχουν, αλλά οι θεωρητικοί υπολογισμοί είναι απλά καταπληκτικοί!

23. Αερογράφος


Φωτογραφία: BrokenSphere

Αυτός ο συνθετικός αφρός είναι ένας από τους ελαφρύτερους ινώδη υλικάστον κόσμο, και αποτελείται από ένα δίκτυο σωλήνων άνθρακα με διάμετρο μόνο μερικά μικρά. Ο αερογραφίτης είναι 75 φορές ελαφρύτερος από τον αφρό, αλλά ταυτόχρονα πολύ ισχυρότερος και πιο εύκαμπτος. Μπορεί να συμπιεστεί έως 30 φορές το αρχικό του μέγεθος χωρίς να βλάψει την εξαιρετικά ελαστική του δομή. Χάρη σε αυτή την ιδιότητα, ο αφρός αερογραφίτη μπορεί να αντέξει φορτία έως και 40.000 φορές το βάρος του.

22. Παλλάδιο μεταλλικό γυαλί


Φωτογραφία: pixabay

Μια ομάδα επιστημόνων από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνια (Berkeley Lab) έχει αναπτυχθεί το νέο είδοςμεταλλικό γυαλί, συνδυάζοντας έναν σχεδόν ιδανικό συνδυασμό αντοχής και ολκιμότητας. Ο λόγος για τη μοναδικότητα του νέου υλικού έγκειται στο γεγονός ότι η χημική του δομή κρύβει με επιτυχία την ευθραυστότητα των υπαρχόντων υαλωδών υλικών και ταυτόχρονα διατηρεί ένα υψηλό όριο αντοχής, το οποίο τελικά αυξάνει σημαντικά την αντοχή σε κόπωση αυτής της συνθετικής δομής.

21. Καρβίδιο βολφραμίου


Φωτογραφία: pixabay

Το καρβίδιο βολφραμίου είναι απίστευτο σκληρό υλικόμε υψηλή αντοχή στη φθορά. Υπό ορισμένες συνθήκες, αυτή η σύνδεση θεωρείται πολύ εύθραυστη, αλλά υπό βαρύ φορτίο παρουσιάζει μοναδικές πλαστικές ιδιότητες, που εκδηλώνονται με τη μορφή λωρίδων ολίσθησης. Χάρη σε όλες αυτές τις ιδιότητες, το καρβίδιο του βολφραμίου χρησιμοποιείται στην κατασκευή άκρων διάτρησης θωράκισης και διάφορου εξοπλισμού, συμπεριλαμβανομένων όλων των ειδών κοπτικών, λειαντικών δίσκων, τρυπανιών, κοπτικών, τρυπανιών και άλλων εργαλείων κοπής.

20. Καρβίδιο του πυριτίου


Φωτογραφία: Tiia Monto

Το καρβίδιο του πυριτίου είναι ένα από τα κύρια υλικά που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή αρμάτων μάχης. Αυτή η ένωση είναι γνωστή για το χαμηλό κόστος, την εξαιρετική ανθεκτικότητα και την υψηλή σκληρότητά της, και ως εκ τούτου χρησιμοποιείται συχνά στην κατασκευή εξοπλισμού ή εργαλείων που πρέπει να εκτρέπουν τις σφαίρες, να κόβουν ή να τρίβουν άλλα ανθεκτικά υλικά. Το καρβίδιο του πυριτίου δημιουργεί εξαιρετικά λειαντικά, ημιαγωγούς και ακόμη και ένθετα Κοσμήματαμίμηση διαμαντιών.

19. Κυβικό νιτρίδιο βορίου


Φωτογραφία: wikimedia commons

Το κυβικό νιτρίδιο βορίου είναι ένα εξαιρετικά σκληρό υλικό, παρόμοιο σε σκληρότητα με το διαμάντι, αλλά έχει επίσης μια σειρά από χαρακτηριστικά πλεονεκτήματα - αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες και χημική αντίσταση. Το κυβικό νιτρίδιο του βορίου δεν διαλύεται σε σίδηρο και νικέλιο ακόμη και όταν εκτίθεται σε υψηλές θερμοκρασίες, ενώ το διαμάντι υπό τις ίδιες συνθήκες εισέρχεται χημικές αντιδράσειςαρκετά γρήγορα. Αυτό είναι πραγματικά ευεργετικό για τη χρήση του σε βιομηχανικά εργαλεία λείανσης.

18. Πολυαιθυλένιο εξαιρετικά υψηλού μοριακού βάρους υψηλής πυκνότητας(UHMWPE), μάρκα ινών "Dyneema"


Φωτογραφία: Justsail

Το πολυαιθυλένιο υψηλού συντελεστή έχει εξαιρετικά υψηλή αντοχή στη φθορά, χαμηλό συντελεστή τριβής και υψηλή αντοχή στη θραύση (αξιοπιστία χαμηλής θερμοκρασίας). Σήμερα θεωρείται η ισχυρότερη ινώδης ουσία στον κόσμο. Το πιο εκπληκτικό με αυτό το πολυαιθυλένιο είναι ότι είναι ελαφρύτερο από το νερό και μπορεί να σταματήσει τις σφαίρες ταυτόχρονα! Τα καλώδια και τα σχοινιά που κατασκευάζονται από ίνες Dyneema δεν βυθίζονται στο νερό, δεν απαιτούν λίπανση και δεν αλλάζουν τις ιδιότητές τους όταν είναι βρεγμένα, κάτι που είναι πολύ σημαντικό για τη ναυπηγική.

17. Κράματα τιτανίου


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

Τα κράματα τιτανίου είναι απίστευτα όλκιμα και παρουσιάζουν εκπληκτική αντοχή όταν τεντώνονται. Επιπλέον, έχουν υψηλή αντοχή στη θερμότητα και τη διάβρωση, γεγονός που τα καθιστά εξαιρετικά χρήσιμα σε τομείς όπως η κατασκευή αεροσκαφών, η πυραυλική, η ναυπηγική, η χημική, η μηχανική τροφίμων και μεταφορών.

16. Υγρό κράμα μετάλλων


Φωτογραφία: pixabay

Αναπτύχθηκε το 2003 στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνια, αυτό το υλικό είναι γνωστό για την αντοχή και την αντοχή του. Το όνομα της ένωσης συνδέεται με κάτι εύθραυστο και υγρό, αλλά όταν θερμοκρασία δωματίουΣτην πραγματικότητα είναι ασυνήθιστα σκληρό, ανθεκτικό στη φθορά, δεν φοβάται τη διάβρωση και όταν θερμαίνεται, μεταμορφώνεται όπως τα θερμοπλαστικά. Οι κύριοι τομείς εφαρμογής μέχρι στιγμής είναι στην κατασκευή ρολογιών, μπαστούνια γκολφ και επιστρώσεις για κινητά τηλέφωνα(Vertu, iPhone).

15. Νανοκυτταρίνη


Φωτογραφία: pixabay

Η νανοκυτταρίνη είναι απομονωμένη από ίνες ξύλου και είναι ένας νέος τύπος ξύλινο υλικό, που είναι πιο δυνατό ακόμα και από το ατσάλι! Επιπλέον, η νανοκυτταρίνη είναι επίσης φθηνότερη. Η καινοτομία έχει μεγάλες δυνατότητες και στο μέλλον θα μπορούσε να ανταγωνιστεί σοβαρά το γυαλί και τις ίνες άνθρακα. Οι προγραμματιστές πιστεύουν ότι αυτό το υλικό θα χρησιμοποιηθεί σύντομα σε μεγάλη ζήτησηστην παραγωγή στρατιωτικών τεθωρακισμένων, υπερ-ευέλικτων οθονών, φίλτρων, εύκαμπτων μπαταριών, απορροφητικών αεροτζελών και βιοκαυσίμων.

14. Δόντια σαλιγκαριών πεταλούδας


Φωτογραφία: pixabay

Προηγουμένως, σας είπαμε ήδη για το δίχτυ σύλληψης της αράχνης του Δαρβίνου, το οποίο κάποτε αναγνωρίστηκε ως το ισχυρότερο βιολογικό υλικό στον πλανήτη. Ωστόσο, μια πρόσφατη μελέτη έδειξε ότι η πεταλούδα είναι η πιο ανθεκτική βιολογική ουσία που γνωρίζει η επιστήμη. Ναι, αυτά τα δόντια είναι ισχυρότερα από τον ιστό του Caerostris darwini. Και αυτό δεν προκαλεί έκπληξη, γιατί είναι μικροσκοπικά θαλάσσια πλάσματατρέφονται με φύκια που αναπτύσσονται στην επιφάνεια σκληρών πετρωμάτων και για να διαχωρίζουν την τροφή από βράχος, αυτά τα ζώα πρέπει να δουλέψουν σκληρά. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι στο μέλλον θα μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε το παράδειγμα της ινώδους δομής των δοντιών των θαλάσσιων πεταλών στη μηχανική και να αρχίσουμε να κατασκευάζουμε αυτοκίνητα, βάρκες, ακόμη και αεροσκάφη αυξημένη δύναμη, εμπνευσμένο από το παράδειγμα των απλών σαλιγκαριών.

13. Χάλυβας Maraging


Φωτογραφία: pixabay

Ο χάλυβας Maraging είναι ένα κράμα υψηλής αντοχής, υψηλής περιεκτικότητας σε κράμα με εξαιρετική ολκιμότητα και σκληρότητα. Το υλικό χρησιμοποιείται ευρέως στην επιστήμη των πυραύλων και χρησιμοποιείται για την κατασκευή όλων των ειδών εργαλείων.

12. Όσμιο


Φωτογραφία: Periodictableru / www.periodictable.ru

Το όσμιο είναι ένα απίστευτα πυκνό στοιχείο, και λόγω της σκληρότητάς του και υψηλή θερμοκρασίαείναι δύσκολο να λιώσει μηχανική κατεργασία. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο το όσμιο χρησιμοποιείται εκεί όπου εκτιμάται περισσότερο η αντοχή και η αντοχή. Τα κράματα οσμίου βρίσκονται σε ηλεκτρικές επαφές, πυραύλους, στρατιωτικά βλήματα, χειρουργικά εμφυτεύματα και πολλές άλλες εφαρμογές.

11. Kevlar


Φωτογραφία: wikimedia commons

Το Kevlar είναι μια ίνα υψηλής αντοχής που μπορεί να βρεθεί σε λάστιχα αυτοκινήτου, τακάκια φρένων, καλώδια, προσθετικά και ορθοπεδικά προϊόντα, θωράκιση σώματος, υφάσματα προστατευτικών ενδυμάτων, ναυπηγεία και μέρη drone αεροσκάφος. Το υλικό έχει γίνει σχεδόν συνώνυμο της αντοχής και είναι ένα είδος πλαστικού με απίστευτα υψηλή αντοχή και ελαστικότητα. Η αντοχή εφελκυσμού του Kevlar είναι 8 φορές υψηλότερη από αυτή του χαλύβδινου σύρματος και αρχίζει να λιώνει σε θερμοκρασία 450℃.

10. Εξαιρετικά υψηλού μοριακού βάρους πολυαιθυλένιο υψηλής πυκνότητας, μάρκα ινών Spectra


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

Το UHMWPE είναι ουσιαστικά ένα πολύ ανθεκτικό πλαστικό. Το Spectra, ένα εμπορικό σήμα UHMWPE, είναι, με τη σειρά του, μια ελαφριά ίνα με την υψηλότερη αντοχή στη φθορά, 10 φορές ανώτερη από τον χάλυβα σε αυτόν τον δείκτη. Όπως το Kevlar, το Spectra χρησιμοποιείται στην κατασκευή θωράκισης σώματος και προστατευτικών κρανών. Μαζί με το UHMWPE, η μάρκα Dynimo Spectrum είναι δημοφιλής στη ναυπηγική βιομηχανία και τις μεταφορές.

9. Γραφένιο


Φωτογραφία: pixabay

Το γραφένιο είναι ένα αλλοτρόπο του άνθρακα και το κρυσταλλικό του πλέγμα, πάχους μόλις ενός ατόμου, είναι τόσο ισχυρό που είναι 200 ​​φορές σκληρότερο από τον χάλυβα. Το γραφένιο μοιάζει μεμβράνη προσκόλλησης, αλλά το να το σπάσεις είναι σχεδόν αδύνατο έργο. Για να τρυπήσετε ένα φύλλο γραφενίου, θα πρέπει να κολλήσετε ένα μολύβι σε αυτό, στο οποίο θα πρέπει να ισορροπήσετε ένα φορτίο που ζυγίζει ένα ολόκληρο σχολικό λεωφορείο. Καλή τύχη!

8. Χαρτί νανοσωλήνων άνθρακα


Φωτογραφία: pixabay

Χάρη στη νανοτεχνολογία, οι επιστήμονες κατάφεραν να φτιάξουν χαρτί που είναι 50 χιλιάδες φορές πιο λεπτό από μια ανθρώπινη τρίχα. Τα φύλλα νανοσωλήνων άνθρακα είναι 10 φορές ελαφρύτερα από τον χάλυβα, αλλά το πιο εκπληκτικό είναι ότι είναι έως και 500 φορές ισχυρότερα από τον χάλυβα! Οι μακροσκοπικές πλάκες νανοσωλήνων είναι πολύ υποσχόμενες για την κατασκευή ηλεκτροδίων υπερπυκνωτών.

7. Μεταλλικό μικροδίκτυο


Φωτογραφία: pixabay

Αυτό είναι το ελαφρύτερο μέταλλο στον κόσμο! Το μεταλλικό μικροδίκτυο είναι ένα συνθετικό πορώδες υλικό που είναι 100 φορές ελαφρύτερο από τον αφρό. Άσε τον όμως εμφάνισηΜην ξεγελιέστε, αυτά τα μικροδίκτυα είναι επίσης απίστευτα ισχυρά, δίνοντάς τους μεγάλες δυνατότητες χρήσης σε κάθε είδους μηχανολογικούς τομείς. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή εξαιρετικών αμορτισέρ και θερμομονωτών, και καταπληκτική ικανότηταΑυτό το μέταλλο συρρικνώνεται και επιστρέφει στην αρχική του κατάσταση, επιτρέποντάς του να χρησιμοποιηθεί για την αποθήκευση ενέργειας. Τα μεταλλικά μικροπλέγματα χρησιμοποιούνται επίσης ενεργά στην παραγωγή διάφορα μέρηγια αεροσκάφη της αμερικανικής εταιρείας Boeing.

6. Νανοσωλήνες άνθρακα


Φωτογραφία: Χρήστης Mstroeck / en.wikipedia

Έχουμε ήδη μιλήσει παραπάνω για εξαιρετικά ισχυρές μακροσκοπικές πλάκες από νανοσωλήνες άνθρακα. Τι είδους υλικό είναι όμως αυτό; Ουσιαστικά πρόκειται για επίπεδα γραφενίου τυλιγμένα σε σωλήνα (9ο σημείο). Το αποτέλεσμα είναι ένα απίστευτα ελαφρύ, ανθεκτικό και ανθεκτικό υλικό με μεγάλη γκάμα εφαρμογών.

5. Αερογράφος


Φωτογραφία: wikimedia commons

Γνωστό και ως αερογέλη γραφενίου, αυτό το υλικό είναι εξαιρετικά ελαφρύ και ταυτόχρονα ισχυρό. Ο νέος τύπος gel αντικαθιστά πλήρως την υγρή φάση με μια αέρια φάση και χαρακτηρίζεται από εντυπωσιακή σκληρότητα, αντοχή στη θερμότητα, χαμηλή πυκνότητα και χαμηλή θερμική αγωγιμότητα. Απίστευτα, το αερογέλη γραφενίου είναι 7 φορές ελαφρύτερο από τον αέρα! Η μοναδική ένωση είναι σε θέση να αποκαταστήσει το αρχικό της σχήμα ακόμη και μετά από 90% συμπίεση και μπορεί να απορροφήσει ποσότητα λαδιού που είναι 900 φορές το βάρος του αερογραφενίου που χρησιμοποιείται για απορρόφηση. Ίσως στο μέλλον αυτή η κατηγορία υλικών θα βοηθήσει στην καταπολέμηση τέτοιων περιβαλλοντικές καταστροφέςσαν πετρελαιοκηλίδες.

4. Υλικό χωρίς τίτλο, που αναπτύχθηκε από το Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης (MIT)


Φωτογραφία: pixabay

Καθώς διαβάζετε αυτό, μια ομάδα επιστημόνων από το MIT εργάζεται για να βελτιώσει τις ιδιότητες του γραφενίου. Οι ερευνητές είπαν ότι έχουν ήδη καταφέρει να μετατρέψουν τη δισδιάστατη δομή αυτού του υλικού σε τρισδιάστατη. Η νέα ουσία γραφενίου δεν έχει λάβει ακόμη το όνομά της, αλλά είναι ήδη γνωστό ότι η πυκνότητά της είναι 20 φορές μικρότερη από αυτή του χάλυβα και η δύναμή της είναι 10 φορές μεγαλύτερη από αυτή του χάλυβα.

3. Καραμπίνα


Φωτογραφία: Smokefoot

Αν και είναι απλώς γραμμικές αλυσίδες ατόμων άνθρακα, το καρβίνιο έχει 2 φορές μεγαλύτερη αντοχή σε εφελκυσμό από το γραφένιο και είναι 3 φορές σκληρότερο από το διαμάντι!

2. Τροποποίηση βουρτζίτη νιτριδίου βορίου


Φωτογραφία: pixabay

Αυτή η πρόσφατα ανακαλυφθείσα φυσική ουσία σχηματίζεται κατά τη διάρκεια ηφαιστειακών εκρήξεων και είναι 18% σκληρότερη από τα διαμάντια. Ωστόσο, είναι ανώτερο από τα διαμάντια σε μια σειρά από άλλες παραμέτρους. Το νιτρίδιο του βορίου Wurtzite είναι μία από τις 2 μόνο φυσικές ουσίες που βρίσκονται στη Γη και είναι σκληρότερο από το διαμάντι. Το πρόβλημα είναι ότι υπάρχουν πολύ λίγα τέτοια νιτρίδια στη φύση, και επομένως δεν είναι εύκολο να μελετηθούν ή να εφαρμοστούν στην πράξη.

1. Lonsdaleite


Φωτογραφία: pixabay

Γνωστό και ως εξαγωνικό διαμάντι, ο λονσδαλεΐτης αποτελείται από άτομα άνθρακα, αλλά σε αυτήν την τροποποίηση τα άτομα είναι διατεταγμένα ελαφρώς διαφορετικά. Όπως το νιτρίδιο του βορίου wurtzite, ο lonsdaleite είναι μια φυσική ουσία ανώτερη σε σκληρότητα από το διαμάντι. Επιπλέον, αυτό το εκπληκτικό ορυκτό είναι έως και 58% πιο σκληρό από το διαμάντι! Όπως το νιτρίδιο του βορίου wurtzite, αυτή η ένωση είναι εξαιρετικά σπάνια. Μερικές φορές ο λονσδαλεΐτης σχηματίζεται κατά τη σύγκρουση μετεωριτών που περιέχουν γραφίτη με τη Γη.

Τα ελαφρύτερα και εξαιρετικά ανθεκτικά υλικά ονομάζονται το μέλλον της κατασκευής. Αυτά τα υλικά θα βοηθήσουν στη δημιουργία πιο ενεργειακά αποδοτικών και φιλικών προς το περιβάλλον αντικειμένων σε όλους τους τομείς της ζωής των ανθρώπων - από τις ιατρικές τεχνολογίες έως τις μεταφορές.

Ανάμεσα στα πολλά καινοτόμα υλικά, που πριν από λίγο καιρό φαινόταν απλώς επιστημονική φαντασία, είναι ιδιαίτερα προηγμένα και πολλά υποσχόμενα:

τρισδιάστατο γραφένιο

Κατασκευασμένο από καθαρό άνθρακα, αυτό το εξαιρετικά λεπτό γραφένιο θεωρείται ένα από τα ισχυρότερα υλικά στη Γη. Αλλά πρόσφατα, οι ερευνητές στο MIT κατάφεραν να μετατρέψουν το δισδιάστατο γραφένιο σε μια τρισδιάστατη δομή. Δημιούργησαν ένα νέο υλικό με σπογγώδη δομή. Η πυκνότητα του τρισδιάστατου γραφενίου είναι μόνο 5 τοις εκατό εκείνης του χάλυβα, αλλά λόγω της ειδικής δομής του είναι 10 φορές ισχυρότερο από τον χάλυβα.

Σύμφωνα με τους δημιουργούς, το 3D γραφένιο έχει μεγάλες δυνατότητες χρήσης σε πολλούς τομείς.

Όσον αφορά την τεχνολογία δημιουργίας του, μπορεί να εφαρμοστεί και σε άλλα υλικά, από πολυμερή μέχρι δομικό σκυρόδεμα. Αυτό όχι μόνο θα παράγει δομές που είναι ισχυρότερες και ελαφρύτερες, αλλά θα έχουν επίσης αυξημένες μονωτικές ιδιότητες. Επιπλέον, οι πορώδεις δομές μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε συστήματα φιλτραρίσματος για νερό ή απόβλητα από χημικά εργοστάσια.

Carbin

Την περασμένη άνοιξη, μια ομάδα Αυστριακών ερευνητών συνέθεσε με επιτυχία το Carbyne, μια μορφή άνθρακα που είναι το ισχυρότερο γνωστό υλικό και μάλιστα ανώτερο από το γραφένιο.

Το Carbyne αποτελείται από μια μονοδιάστατη αλυσίδα ατόμων άνθρακα που είναι χημικά αντιδραστική, καθιστώντας πολύ δύσκολη τη σύνθεση. Το άκαμπτο υλικό πιστεύεται ότι είναι δύο φορές πιο ισχυρό από τους νανοσωλήνες άνθρακα. Το Carbyne μπορεί να χρησιμοποιηθεί στη νανομηχανική, τη νανο- και τη μικροηλεκτρονική.

Αερογράφος

Κατασκευασμένος από ένα δίκτυο πορωδών σωλήνων άνθρακα, ο αερογραφίτης είναι ένας συνθετικός αφρός. Είναι ένα από τα ελαφρύτερα δομικά υλικά που δημιουργήθηκαν ποτέ. Το Aerographite αναπτύχθηκε από ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Kiel και ΠολυτεχνείοΑμβούργο. Ο αερογραφίτης μπορεί να παραχθεί σε διάφορες μορφές, η πυκνότητά του είναι μόνο 180 g/m 3, που είναι 75 φορές ελαφρύτερο από τη διογκωμένη πολυστερίνη. Αυτό το υλικό μπορεί να χρησιμοποιηθεί στα ηλεκτρόδια των μπαταριών ιόντων λιθίου για τη μείωση του βάρους τους.

Αερογράφος

Γνωστό και ως αερογέλη γραφενίου, είναι ελαφρύ υλικόμε πυκνότητα μόνο 0,16 mlg/cm 3, που είναι 7,5 φορές μικρότερη από την πυκνότητα του αέρα. Επιπλέον, είναι ένα πολύ ελαστικό υλικό και μπορεί να απορροφήσει έως και 900 φορές περισσότερο λάδι και νερό από αυτό που ζυγίζει. Αυτή η ιδιότητα του αερογραφενίου είναι πολύ σημαντική: θα μπορεί να απορροφά πετρελαιοκηλίδες στους ωκεανούς.

Έχει παρόμοιες ιδιότητες, κάτι που ήδη δοκιμάζεται από ερευνητές από την Argonne.

Εγγραφείτε στον ιστότοπο

Παιδιά, βάζουμε την ψυχή μας στο site. Σας ευχαριστώ για αυτό
ότι ανακαλύπτεις αυτή την ομορφιά. Ευχαριστώ για την έμπνευση και την έμπνευση.
Ελάτε μαζί μας FacebookΚαι Σε επαφή με

Ο ορισμός της αντοχής σημαίνει την ικανότητα των υλικών να μην υποκύπτουν στην καταστροφή ως αποτέλεσμα της επίδρασης εξωτερικών δυνάμεων και παραγόντων που οδηγούν σε εσωτερική καταπόνηση. Τα υλικά με υψηλή αντοχή έχουν ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών. Στη φύση υπάρχω όχι μόνο σκληρά μέταλλακαι ανθεκτικά είδη ξύλου, αλλά και τεχνητά δημιουργημένα υλικά υψηλής αντοχής. Πολλοί άνθρωποι είναι σίγουροι ότι το πιο σκληρό υλικό στον κόσμο είναι το διαμάντι, αλλά είναι αλήθεια αυτό;

Γενικές πληροφορίες:

Ημερομηνία έναρξης: αρχές δεκαετίας του '60.

Discoverers - Sladkov, Kudryavtsev, Korshak, Kasatkin.

Πυκνότητα – 1,9-2 g/cm3.

Πρόσφατα, επιστήμονες από την Αυστρία ολοκλήρωσαν τις εργασίες για τη δημιουργία της βιώσιμης παραγωγής καρβίνης, η οποία είναι μια αλλοτροπική μορφή άνθρακα που βασίζεται στον υβριδισμό των ατόμων άνθρακα. Οι δείκτες αντοχής του είναι 40 φορές υψηλότεροι από εκείνους του διαμαντιού. Πληροφορίες σχετικά δημοσιεύθηκαν σε ένα από τα τεύχη του επιστημονικού έντυπου περιοδικού «Nature Materials».

Αφού μελέτησαν προσεκτικά τις ιδιότητές του, οι επιστήμονες εξήγησαν ότι η δύναμή του δεν μπορεί να συγκριθεί με οποιοδήποτε υλικό που είχε ανακαλυφθεί και μελετηθεί στο παρελθόν. Ωστόσο, η διαδικασία παραγωγής συνάντησε σημαντικές δυσκολίες: η δομή της καρβίνης σχηματίζεται από άτομα άνθρακα που συλλέγονται σε μακριές αλυσίδες, με αποτέλεσμα να αρχίζει να διασπάται κατά τη διαδικασία παραγωγής.

Για να εξαλείψουν το πρόβλημα που εντοπίστηκε, φυσικοί από το δημόσιο πανεπιστήμιο της Βιέννης δημιούργησαν μια ειδική προστατευτική επίστρωση στην οποία συντέθηκε καρβίνη. Οπως και προστατευτική επίστρωσηΧρησιμοποιήθηκαν στρώματα γραφενίου, τοποθετήθηκαν το ένα πάνω στο άλλο και τυλίχτηκαν σε ένα «θερμό». Ενώ οι φυσικοί εργάζονταν σκληρά για να επιτύχουν σταθερές μορφές, ανακάλυψαν ότι οι ηλεκτρικές ιδιότητες ενός υλικού επηρεάζονται από το μήκος της ατομικής αλυσίδας.

Οι ερευνητές δεν έχουν μάθει πώς να εξάγουν καρβίνη από μια προστατευτική επίστρωση χωρίς ζημιά, επομένως η μελέτη του νέου υλικού συνεχίζεται, οι επιστήμονες καθοδηγούνται μόνο από τη σχετική σταθερότητα των ατομικών αλυσίδων.

Το Carbyne είναι μια ελάχιστα μελετημένη αλλοτροπική τροποποίηση του άνθρακα, οι ανακαλυπτές της οποίας ήταν οι Σοβιετικοί χημικοί: A.M. Sladkov, Yu.P. Kudryavtsev, V.V. Korshak και V.I. Kasatochkin. Πληροφορίες για το αποτέλεσμα του πειράματος με Λεπτομερής περιγραφήη ανακάλυψη του υλικού το 1967 εμφανίστηκε στις σελίδες ενός από τα μεγαλύτερα επιστημονικά περιοδικά - "Reports of the USSR Academy of Sciences". 15 χρόνια αργότερα, ένα άρθρο εμφανίστηκε στο αμερικανικό επιστημονικό περιοδικό Science που έθεσε αμφιβολίες για τα αποτελέσματα που έλαβαν οι Σοβιετικοί χημικοί. Αποδείχθηκε ότι τα σήματα που αποδίδονται στην ελάχιστα μελετημένη αλλοτροπική τροποποίηση του άνθρακα θα μπορούσαν να συσχετιστούν με την παρουσία πυριτικών ακαθαρσιών. Με τα χρόνια, παρόμοια σήματα έχουν ανακαλυφθεί στο διαστρικό διάστημα.

Γενικές πληροφορίες:

Discoverers – Geim, Novoselov;

Θερμική αγωγιμότητα – 1 TPa.

Το γραφένιο είναι μια δισδιάστατη αλλοτροπική τροποποίηση του άνθρακα στην οποία τα άτομα συνδυάζονται σε ένα εξαγωνικό πλέγμα. Παρά την υψηλή αντοχή του γραφενίου, το πάχος του στρώματός του είναι 1 άτομο.

Οι ανακαλυπτές του υλικού ήταν οι Ρώσοι φυσικοί, Andrei Geim και Konstantin Novoselov. Οι επιστήμονες δεν έλαβαν οικονομική υποστήριξη στη χώρα τους και αποφάσισαν να μετακομίσουν στην Ολλανδία και στο Ηνωμένο Βασίλειο της Μεγάλης Βρετανίας και της Βόρειας Ιρλανδίας. Το 2010, οι επιστήμονες τιμήθηκαν με το βραβείο Νόμπελ.

Σε ένα φύλλο γραφενίου του οποίου το εμβαδόν είναι ίσο με ένα τετραγωνικό μέτροκαι το πάχος είναι ένα άτομο, τα αντικείμενα βάρους έως και τέσσερα κιλά μπορούν να κρατηθούν ελεύθερα. Εκτός από το ότι είναι ένα εξαιρετικά ανθεκτικό υλικό, το γραφένιο είναι επίσης πολύ εύκαμπτο. Στο μέλλον, από ένα υλικό με τέτοια χαρακτηριστικά θα είναι δυνατή η ύφανση νημάτων και άλλων δομών σχοινιού που δεν είναι κατώτερες σε αντοχή από το παχύ σχοινί από χάλυβα. Κάτω από ορισμένες συνθήκες, το υλικό που ανακαλύφθηκε από Ρώσους φυσικούς μπορεί να αντιμετωπίσει τη ζημιά στην κρυσταλλική δομή.

Γενικές πληροφορίες:

Έτος έναρξης: 1967;

Χρώμα - καφέ-κίτρινο;

Μετρημένη πυκνότητα – 3,2 g/cm3;

Σκληρότητα – 7-8 μονάδες στην κλίμακα Mohs.

Η δομή του λονσδαλεΐτη, που ανακαλύφθηκε σε κρατήρα μετεωρίτη, είναι παρόμοια με το διαμάντι· και τα δύο υλικά είναι αλλοτροπικές τροποποιήσεις του άνθρακα. Πιθανότατα, ως αποτέλεσμα της έκρηξης, ο γραφίτης, που είναι ένα από τα συστατικά του μετεωρίτη, μετατράπηκε σε λονσδαλεΐτη. Κατά τη στιγμή της ανακάλυψης του υλικού, οι επιστήμονες δεν σημείωσαν υψηλά επίπεδα σκληρότητας, ωστόσο, αποδείχθηκε ότι εάν δεν υπάρχουν ακαθαρσίες σε αυτό, δεν θα είναι κατώτερο με κανέναν τρόπο υψηλή σκληρότηταδιαμάντι

Γενικές πληροφορίες για το νιτρίδιο του βορίου:

Πυκνότητα – 2,18 g/cm3;

Σημείο τήξης – 2973 βαθμοί Κελσίου.

Κρυσταλλική δομή – εξαγωνικό πλέγμα.

Θερμική αγωγιμότητα – 400 W/(m×K);

Σκληρότητα – λιγότερο από 10 μονάδες στην κλίμακα Mohs.

Οι κύριες διαφορές μεταξύ του νιτριδίου του βορίου wurtzite, το οποίο είναι μια ένωση βορίου και αζώτου, είναι η θερμική και χημική αντοχή και η αντοχή στη φωτιά. Το υλικό μπορεί να έχει διαφορετικές κρυσταλλικές μορφές. Για παράδειγμα, ο γραφίτης είναι ο πιο μαλακός, αλλά ταυτόχρονα σταθερός, χρησιμοποιείται στην κοσμετολογία. Σφαληριτική δομή σε κρυσταλλικού πλέγματοςπαρόμοιο με τα διαμάντια, αλλά κατώτερο από πλευράς απαλότητας, ενώ έχει καλύτερη χημική και θερμική αντοχή. Τέτοιες ιδιότητες του νιτριδίου του βορίου wurtzite καθιστούν δυνατή τη χρήση του σε εξοπλισμό για διεργασίες υψηλής θερμοκρασίας.

Γενικές πληροφορίες:

Σκληρότητα – 1000 H/m2;

Αντοχή – 4 Gn/m2;

Το έτος ανακάλυψης του μεταλλικού γυαλιού ήταν το 1960.

Το μεταλλικό γυαλί είναι ένα υλικό με υψηλή σκληρότητα και διαταραγμένη δομή σε ατομικό επίπεδο. Η κύρια διαφορά μεταξύ της δομής του μεταλλικού γυαλιού και του συνηθισμένου γυαλιού είναι η υψηλή ηλεκτρική αγωγιμότητά του. Τέτοια υλικά λαμβάνονται ως αποτέλεσμα αντίδρασης στερεάς κατάστασης, ταχείας ψύξης ή ακτινοβολίας ιόντων. Οι επιστήμονες έχουν μάθει να εφευρίσκουν άμορφα μέταλλα, η αντοχή των οποίων είναι 3 φορές μεγαλύτερη από αυτή των κραμάτων χάλυβα.

Γενικές πληροφορίες:

Όριο ελαστικότητας – 1500 MPa.

KCU – 0,4-0,6 MJ/m2.

Γενικές πληροφορίες:

Αντοχή κρούσης KST – 0,25-0,3 MJ/m2;

Όριο ελαστικότητας – 1500 MPa.

KCU – 0,4-0,6 MJ/m2.

Οι χάλυβες maraging είναι κράματα σιδήρου που έχουν υψηλή αντοχή σε κρούση χωρίς να χάνουν την ολκιμότητα τους. Παρά αυτά τα χαρακτηριστικά, το υλικό δεν κρατάει αιχμής. Τα κράματα που λαμβάνονται με θερμική επεξεργασία είναι ουσίες χαμηλών εκπομπών άνθρακα που παίρνουν τη δύναμή τους από διαμεταλλικές ενώσεις. Το κράμα περιέχει νικέλιο, κοβάλτιο και άλλα στοιχεία που σχηματίζουν καρβίδιο. Αυτός ο τύπος χάλυβα υψηλής αντοχής, υψηλής κραματοποίησης είναι εύκολος στην επεξεργασία, λόγω της χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα στη σύνθεσή του. Ένα υλικό με τέτοια χαρακτηριστικά έχει βρει εφαρμογή στον αεροδιαστημικό τομέα· χρησιμοποιείται ως επίστρωση για περιβλήματα πυραύλων.

Ωσμίο

Γενικές πληροφορίες:

Έτος έναρξης – 1803.

Η δομή του πλέγματος είναι εξαγωνική.

Θερμική αγωγιμότητα – (300 K) (87,6) W/(m×K);

Σημείο τήξεως – 3306 K.

Ένα γυαλιστερό, μπλε-λευκό μέταλλο με υψηλή αντοχή ανήκει στην ομάδα της πλατίνας. Όσμιο, με υψηλή ατομική πυκνότητα, εξαιρετική ανθεκτικότητα, ευθραυστότητα, υψηλή αντοχή, σκληρότητα και αντοχή σε μηχανικές καταπονήσεις και επιθετικές επιδράσεις περιβάλλον, χρησιμοποιείται ευρέως στη χειρουργική, τα όργανα, τη χημική βιομηχανία, την ηλεκτρονική μικροσκοπία, την πυραυλική και τον ηλεκτρονικό εξοπλισμό.

Γενικές πληροφορίες:

Πυκνότητα – 1,3-2,1 t/m3;

Η αντοχή των ινών άνθρακα είναι 0,5-1 GPa.

Ο συντελεστής ελαστικότητας των ανθρακονημάτων υψηλής αντοχής είναι 215 GPa.

Τα σύνθετα υλικά άνθρακα-άνθρακα είναι υλικά που αποτελούνται από μια μήτρα άνθρακα, η οποία με τη σειρά της είναι ενισχυμένη με ίνες άνθρακα. Τα κύρια χαρακτηριστικά των σύνθετων υλικών είναι η υψηλή αντοχή, η ευκαμψία και η αντοχή σε κρούση. Δομή σύνθετα υλικάμπορεί να είναι είτε μονοκατευθυντική είτε τρισδιάστατη. Λόγω αυτών των ιδιοτήτων, τα σύνθετα υλικά χρησιμοποιούνται ευρέως διάφορες περιοχές, συμπεριλαμβανομένης της αεροδιαστημικής βιομηχανίας.

Γενικές πληροφορίες:

Το επίσημο έτος ανακάλυψης της αράχνης είναι το 2010.

>Η αντοχή κρούσης του ιστού είναι 350 MJ/m3.

Για πρώτη φορά, μια αράχνη που ύφαινε τεράστιους ιστούς ανακαλύφθηκε κοντά στην Αφρική, στο νησιωτικό κράτος της Μαδαγασκάρης. Αυτό το είδος αράχνης ανακαλύφθηκε επίσημα το 2010. Οι επιστήμονες ενδιαφέρθηκαν κυρίως για τους ιστούς που υφαίνουν τα αρθρόποδα. Η διάμετρος των κύκλων στο νήμα στήριξης μπορεί να φτάσει έως και δύο μέτρα. Η δύναμη του ιστού του Δαρβίνου ξεπερνά αυτή του συνθετικού Kevlar που χρησιμοποιείται στις αεροπορικές και αυτοκινητοβιομηχανίες.

Γενικές πληροφορίες:

Θερμική αγωγιμότητα – 900-2300 W/(m×K);

Σημείο τήξης σε πίεση 11 GPa – 3700-4000 βαθμοί Κελσίου.

Πυκνότητα – 3,47-3,55 g/cm3;

Δείκτης διάθλασης – 2.417-2.419.

Το διαμάντι, μεταφρασμένο από τα αρχαία ελληνικά, σημαίνει «άφθαρτο», αλλά οι επιστήμονες ανακάλυψαν άλλα 9 στοιχεία που είναι ανώτερα από αυτό όσον αφορά τη δύναμη. Παρά την ατελείωτη ύπαρξη του διαμαντιού σε ένα συνηθισμένο περιβάλλον, σε υψηλές θερμοκρασίες και ένα αδρανές αέριο μπορεί να μετατραπεί σε γραφίτη. Το διαμάντι είναι το τυπικό στοιχείο (στην κλίμακα Mohs), το οποίο έχει μία από τις υψηλότερες τιμές σκληρότητας. Όπως πολλοί πολύτιμοι λίθοι, χαρακτηρίζεται από φωταύγεια, η οποία του επιτρέπει να αστράφτει όταν εκτίθεται στο ηλιακό φως.