Ve oldukça dayanıklı bir malzemeye sahiptir. Dünyadaki en dayanıklı malzeme Carbin'dir. Nötron yıldızları süper yoğun uzay nesneleridir

Her biriniz elmasın bugün sertlik standardı olmaya devam ettiğini biliyorsunuz. Yeryüzünde bulunan malzemelerin mekanik sertliğini belirlerken, elmasın sertliği standart olarak alınır: Mohs yöntemiyle - yüzey numunesi şeklinde, Vickers veya Rockwell yöntemleriyle - girinti olarak ölçüldüğünde (daha fazlası olarak) sağlam daha az sertliğe sahip bir cismi incelerken). Günümüzde sertliği elmasın özelliklerine yaklaşan birçok malzeme bulunmaktadır.

Bu durumda karşılaştırın orijinal malzemeler Malzemenin 40 GPa'nın üzerindeki değerlerde süper sert olduğu düşünüldüğünde, Vickers yöntemine göre mikro sertliklerine dayanmaktadır. Malzemelerin sertliği, numune sentezinin özelliklerine veya ona uygulanan yükün yönüne bağlı olarak değişebilir.

Sertlik değerlerinde 70 ila 150 GPa arasındaki dalgalanmalar katı malzemeler için genel olarak belirlenmiş bir kavramdır, ancak 115 GPa referans değer olarak kabul edilir. Doğada bulunan elmas dışındaki en sert 10 malzemeye bakalım.

10. Bor suboksit (B 6 O) - 45 GPa'ya kadar sertlik

Bor suboksit, ikosahedron şeklinde taneler oluşturma yeteneğine sahiptir. Oluşan taneler, izole edilmiş kristaller veya yarı kristallerin çeşitleri değil, iki düzine çift tetrahedral kristalden oluşan tuhaf ikiz kristallerdir.

10. Renyum diborür (ReB 2) - sertlik 48 GPa

Birçok araştırmacı bu malzemenin süper sert bir malzeme türü olarak sınıflandırılıp sınıflandırılamayacağını sorguluyor. Bunun nedeni çok sıra dışı Mekanik özellikler bağlantılar.

Farklı atomların katman katman değişimi bu malzemeyi anizotropik hale getirir. Bu nedenle, farklı kristalografik düzlem türlerinin varlığında sertlik ölçümleri farklıdır. Böylece, düşük yüklerde renyum diborür testleri 48 GPa'lık bir sertlik sağlar ve yükün artmasıyla sertlik çok daha düşük hale gelir ve yaklaşık 22 GPa olur.

8. Magnezyum alüminyum borür (AlMgB 14) - 51 GPa'ya kadar sertlik

Bileşim, düşük kayma sürtünmesine sahip alüminyum, magnezyum, bor karışımının yanı sıra yüksek sertlik. Bu nitelikler, yağlama olmadan çalışan modern makine ve mekanizmaların üretimi için bir nimet olabilir. Ancak bu varyasyondaki malzemenin kullanılması hala aşırı derecede pahalı kabul ediliyor.

AlMgB14 - darbeli lazer biriktirme kullanılarak oluşturulan özel ince filmler, 51 GPa'ya kadar mikro sertliğe sahip olma özelliğine sahiptir.

7. Bor-karbon-silikon - 70 GPa'ya kadar sertlik

Böyle bir bileşiğin temeli, alaşıma, olumsuz kimyasal etkilere karşı optimum direnç anlamına gelen nitelikler sağlar ve Yüksek sıcaklık. Bu malzeme 70 GPa'ya kadar mikrosertliğe sahiptir.

6. Bor karbür B 4 C (B 12 C 3) - 72 GPa'ya kadar sertlik

Diğer bir malzeme ise bor karbürdür. Madde oldukça aktif olarak kullanılmaya başlandı farklı bölgeler 18. yüzyıldaki icadından hemen sonra endüstri.

Malzemenin mikro sertliği 49 GPa'ya ulaşır, ancak kristal kafesin yapısına argon iyonları eklenerek bu rakamın 72 GPa'ya kadar artırılabileceği kanıtlanmıştır.

5. Karbon-bor nitrür - 76 GPa'ya kadar sertlik

Dünyanın dört bir yanından araştırmacılar ve bilim insanları, uzun zamandır karmaşık süper sert malzemeleri sentezlemeye çalışıyorlar ve halihazırda elde edilmiş somut sonuçlar var. Bileşiğin bileşenleri benzer büyüklükte bor, karbon ve nitrojen atomlarıdır. Malzemenin niteliksel sertliği 76 GPa'ya ulaşır.

4. Nanoyapılı kübonit - 108 GPa'ya kadar sertlik

Malzeme aynı zamanda kingsongite, borazon veya elbor olarak da adlandırılır ve aynı zamanda modern endüstride başarıyla kullanılan benzersiz niteliklere sahiptir. Elmas standardına yakın olan 80-90 GPa kübonit sertlik değerleri ile Hall-Petch yasasının gücü bunların önemli ölçüde artmasına neden olabilir.

Bu, kristal taneciklerin boyutu azaldıkça malzemenin sertliğinin arttığı anlamına gelir; bunu 108 GPa'ya kadar yükseltmek için belirli olasılıklar vardır.

3. Wurtzite bor nitrür - 114 GPa'ya kadar sertlik

Wurtzite kristal yapısı bu malzemeye yüksek sertlik sağlar. Yerel yapısal değişikliklerle, belirli bir tür yükün uygulanması sırasında, maddenin kafesindeki atomlar arasındaki bağlar yeniden dağıtılır. Bu anda malzemenin kalite sertliği %78 oranında artmaktadır.

Lonsdaleite, karbonun allotropik bir modifikasyonudur ve elmasla açık bir benzerliğe sahiptir. Katı algılandı doğal malzeme göktaşının bileşenlerinden biri olan grafitten oluşan bir göktaşı kraterindeydi, ancak rekor düzeyde bir güce sahip değildi.

Bilim adamları 2009 yılında yabancı maddelerin yokluğunun elmasın sertliğini aşan bir sertlik sağlayabileceğini kanıtladılar. Bu durumda wurtzite bor nitrürde olduğu gibi yüksek sertlik değerleri elde edilebilir.

Polimerize fullerit, günümüzde bilimin bildiği en sert malzeme olarak kabul edilmektedir. Bu, düğümleri tek tek atomlardan ziyade tüm moleküllerden oluşan yapılandırılmış bir moleküler kristaldir.

Fullerit, 310 GPa'ya kadar bir sertliğe sahiptir ve elmas yüzeyini normal plastik gibi çizebilir. Gördüğünüz gibi elmas artık dünyadaki en sert doğal malzeme değil; daha sert bileşikler bilimin elinde.

Şu ana kadar bunlar Dünya üzerinde bilim tarafından bilinen en sert malzemelerdir. Yakında kimya/fizik alanında daha yüksek sertliğe ulaşmamızı sağlayacak yeni keşiflerin ve atılımların bizi beklemesi oldukça muhtemel.

Siteye abone olun

Arkadaşlar, ruhumuzu siteye koyduk. Bunun için teşekkür ederim
bu güzelliği keşfediyorsunuz. İlham ve tüylerim diken diken olduğu için teşekkürler.
Bize katıl Facebook Ve Temas halinde

Mukavemet tanımı, malzemelerin dış kuvvetlerin ve iç gerilime yol açan faktörlerin etkisiyle tahribatlara yenik düşmeme yeteneği anlamına gelir. Yüksek mukavemetli malzemeler geniş bir uygulama alanına sahiptir. Doğada sadece sert metaller ve dayanıklı ağaç türleri değil, aynı zamanda yapay olarak oluşturulmuş yüksek mukavemetli malzemeler de bulunmaktadır. Birçok insan en çok bundan emin dayanıklı malzeme dünyada bu bir elmas, ama gerçekten öyle mi?

Genel bilgi:

Açılış tarihi: 60'ların başı;

Kaşifler - Sladkov, Kudryavtsev, Korshak, Kasatkin;

Yoğunluk – 1,9-2 g/cm3.

Son zamanlarda, Avusturyalı bilim adamları, karbon atomlarının sp-hibridizasyonuna dayalı, karbonun allotropik bir formu olan karbinin sürdürülebilir üretimini oluşturma çalışmalarını tamamladılar. Güç göstergeleri elmastan 40 kat daha yüksektir. Bununla ilgili bilgiler bilimsel basılı süreli yayın “Doğa Malzemeleri” nin sayılarından birinde yayınlandı.

Özelliklerini dikkatlice inceledikten sonra bilim adamları, gücünün daha önce keşfedilen ve üzerinde çalışılan herhangi bir malzemeyle karşılaştırılamayacağını açıkladılar. Ancak üretim sürecinde önemli zorluklarla karşılaşıldı: Karbinin yapısı uzun zincirler halinde toplanan karbon atomlarından oluşuyor ve bunun sonucunda üretim süreci sırasında parçalanmaya başlıyor.

Belirlenen sorunu ortadan kaldırmak için Viyana'daki devlet üniversitesinden fizikçiler, içinde karbin sentezlenen özel bir koruyucu kaplama oluşturdular. Gibi koruyucu kaplama Grafen katmanları kullanıldı, üst üste yerleştirildi ve bir “termos” haline getirildi. Fizikçiler kararlı formlar elde etmek için çok çalışırken, bir malzemenin elektriksel özelliklerinin atom zincirinin uzunluğundan etkilendiğini keşfettiler.

Araştırmacılar, karbini koruyucu bir kaplamadan zarar görmeden nasıl çıkaracaklarını öğrenmediler, bu nedenle yeni malzeme üzerindeki çalışmalar devam ediyor, bilim adamları yalnızca atom zincirlerinin göreceli stabilitesine göre yönlendiriliyor.

Carbyne, kaşifleri Sovyet kimyagerleri olan, az çalışılmış bir allotropik karbon modifikasyonudur: A.M. Sladkov, Yu.P. Kudryavtsev, V.V. Korshak ve V.I. Kasatochkin. Deneyin sonucu hakkında bilgi Detaylı Açıklama materyalin 1967'deki keşfi en büyük bilimsel dergilerden biri olan “SSCB Bilimler Akademisi Raporları” sayfalarında yayınlandı. 15 yıl sonra, Amerikan bilim dergisi Science'ta Sovyet kimyagerlerinin elde ettiği sonuçlara şüphe uyandıran bir makale yayınlandı. Karbonun az çalışılmış allotropik modifikasyonuna atanan sinyallerin, silikat safsızlıklarının varlığıyla ilişkili olabileceği ortaya çıktı. Yıllar geçtikçe yıldızlararası uzayda da benzer sinyaller keşfedildi.

Genel bilgi:

Kaşifler – Geim, Novoselov;

Isı iletkenliği – 1 TPa.

Grafen, atomların altıgen bir kafes halinde birleştirildiği karbonun iki boyutlu allotropik bir modifikasyonudur. Grafenin yüksek mukavemetine rağmen katmanının kalınlığı 1 atomdur.

Materyali keşfedenler Rus fizikçiler Andrei Geim ve Konstantin Novoselov'du. Kendi ülkelerinde maddi destek alamayan bilim insanları, Hollanda ile Büyük Britanya Birleşik Krallığı ve Kuzey İrlanda'ya taşınmaya karar verdi. 2010 yılında bilim adamlarına Nobel Ödülü verildi.

Alanı bire eşit olan bir grafen tabakası üzerinde metrekare Kalınlığı bir atom olduğundan, ağırlığı dört kilograma kadar olan nesneler serbestçe tutulabilir. Grafen oldukça dayanıklı bir malzeme olmasının yanı sıra oldukça esnektir. Gelecekte, bu tür özelliklere sahip bir malzemeden, kalın çelik halattan daha düşük mukavemete sahip olmayan iplikler ve diğer halat yapılarını örmek mümkün olacaktır. Belirli koşullar altında Rus fizikçiler tarafından keşfedilen malzeme, kristal yapıya verilen zararla baş edebiliyor.

Genel bilgi:

Açılış yılı: 1967;

Renk – kahverengi-sarı;

Ölçülen yoğunluk – 3,2 g/cm3;

Sertlik – Mohs ölçeğine göre 7-8 birim.

Bir göktaşı kraterinde keşfedilen lonsdaleitin yapısı elmasa benzer; her iki malzeme de karbonun allotropik modifikasyonlarıdır. Büyük olasılıkla patlama sonucunda göktaşının bileşenlerinden biri olan grafit lonsdaleite dönüştü. Malzemenin keşfi sırasında bilim adamları yüksek düzeyde sertlik fark etmemişlerdi, ancak yabancı maddeler içermiyorsa elmasın yüksek sertliğinden hiçbir şekilde aşağı olmayacağı kanıtlandı.

Bor nitrür hakkında genel bilgi:

Yoğunluk – 2,18 g/cm3;

Erime noktası – 2973 santigrat derece;

Kristal yapı – altıgen kafes;

Isı iletkenliği – 400 W/(m×K);

Sertlik – Mohs ölçeğine göre 10 birimden az.

Bor ve nitrojenin bir bileşiği olan wurtzite bor nitrür arasındaki temel farklar termal ve kimyasal direnç ve yangına dayanıklılık. Malzeme farklı kristal formlara sahip olabilir. Örneğin grafit en yumuşak olanıdır ancak aynı zamanda stabildir, kozmetolojide kullanılır. Kristal kafesteki sfalerit yapısı elmaslara benzer, ancak yumuşaklık açısından daha düşüktür ve daha iyi kimyasal ve termal dirence sahiptir. Wurtzit bor nitrürün bu özellikleri, yüksek sıcaklıktaki işlemlere yönelik ekipmanlarda kullanılmasını mümkün kılar.

Genel bilgi:

Sertlik – 1000 H/m2;

Güç – 4 Gn/m2;

Metalik camın keşfedildiği yıl 1960'tır.

Metalik cam, sertliği yüksek ve atomik düzeyde düzensiz bir yapıya sahip bir malzemedir. Metalik camın yapısı ile sıradan cam arasındaki temel fark, yüksek elektrik iletkenliğidir. Bu tür malzemeler katı hal reaksiyonu, hızlı soğutma veya iyon ışınlaması sonucu elde edilir. Bilim adamları, mukavemeti çelik alaşımlarından 3 kat daha fazla olan amorf metalleri icat etmeyi öğrendiler.

Genel bilgi:

Elastik sınır – 1500 MPa;

KCU – 0,4-0,6 MJ/m2.

Genel bilgi:

KST'nin darbe dayanımı – 0,25-0,3 MJ/m2;

Elastik sınır – 1500 MPa;

KCU – 0,4-0,6 MJ/m2.

Maraging çelikleri, sünekliğini kaybetmeden yüksek darbe dayanımına sahip demir alaşımlarıdır. Bu özelliklerine rağmen malzeme tutmaz. keskin kenar. Isıl işlemle elde edilen alaşımlar, mukavemetlerini intermetalik bileşiklerden alan düşük karbonlu maddelerdir. Alaşım nikel, kobalt ve diğer karbür oluşturucu elementleri içerir. Bu tür yüksek mukavemetli, yüksek alaşımlı çeliğin bileşimindeki düşük karbon içeriği nedeniyle işlenmesi kolaydır. Bu özelliklere sahip bir malzeme havacılık alanında da uygulama alanı bulmuştur; füze kovanları için kaplama olarak kullanılmaktadır.

Osmiyum

Genel bilgi:

Açılış yılı – 1803;

Kafes yapısı altıgendir;

Isı iletkenliği – (300 K) (87,6) W/(m×K);

Erime noktası – 3306 K.

Parlak, mavimsi beyaz renkte, yüksek mukavemetli bir metal, platin grubuna aittir. Osmiyum, yüksek atom yoğunluğuna, olağanüstü refrakterliğe, kırılganlığa, yüksek mukavemete, sertliğe ve mekanik strese ve agresif etkilere karşı dirence sahiptir. çevre, cerrahi, enstrümantasyon, kimya endüstrisi, elektron mikroskobu, roketçilik ve elektronik ekipmanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.

Genel bilgi:

Yoğunluk – 1,3-2,1 t/m3;

Karbon fiberin mukavemeti 0,5-1 GPa'dır;

Yüksek mukavemetli karbon fiberin elastiklik modülü 215 GPa'dır.

Karbon-karbon kompozitleri, karbon fiberlerle güçlendirilmiş bir karbon matrisinden oluşan malzemelerdir. Kompozitlerin temel özellikleri yüksek mukavemet, esneklik ve darbe dayanımı. Yapı kompozit malzemeler tek yönlü veya üç boyutlu olabilir. Bu özelliklerinden dolayı kompozitler yaygın olarak kullanılmaktadır. Çeşitli bölgeler Havacılık ve uzay endüstrisi de dahil.

Genel bilgi:

Örümceğin resmi keşif yılı 2010'dur;

>Tülbentin darbe dayanımı 350 MJ/m3'tür.

İlk kez Afrika yakınlarında, ada devleti Madagaskar'da devasa ağlar ören bir örümcek keşfedildi. Bu örümcek türü resmi olarak 2010 yılında keşfedildi. Bilim adamları öncelikle eklembacaklıların ördüğü ağlarla ilgileniyorlardı. Destek ipliği üzerindeki dairelerin çapı iki metreye kadar ulaşabilir. Darwin'in ağının gücü, havacılık ve otomotiv endüstrilerinde kullanılan sentetik Kevlar'ınkini aşıyor.

Genel bilgi:

Isı iletkenliği – 900-2300 W/(m×K);

11 GPa – 3700-4000 santigrat derece basınçta erime noktası;

Yoğunluk – 3,47-3,55 g/cm3;

Kırılma indeksi – 2,417-2,419.

Antik Yunancadan çevrilen elmas "yok edilemez" anlamına geliyor ancak bilim adamları, güç açısından ondan üstün olan 9 element daha keşfettiler. Elmas, sıradan bir ortamda sonsuz varlığına rağmen, yüksek sıcaklıklarda ve inert bir gazda grafite dönüşebilir. Elmas, en yüksek sertlik değerlerinden birine sahip olan standart elementtir (Mohs ölçeğine göre). Pek çok kişi için olduğu gibi onun için de değerli taşlar, güneş ışığına maruz kaldığında parlamasını sağlayan ışıldama ile karakterize edilir.

Dayanıklı malzemelerin geniş bir kullanım alanı vardır. Yalnızca en sert metal değil, aynı zamanda en sert ve en dayanıklı ahşabın yanı sıra yapay olarak oluşturulmuş en dayanıklı malzemeler de vardır.

En dayanıklı malzemeler nerede kullanılır?

Bu elektriksel olarak iletken elyafın gerilme mukavemeti, küre dokuyan bir örümceğin ağından üç kat daha fazladır. Ortaya çıkan malzeme, ultra hafif vücut zırhı ve spor malzemeleri yapımında kullanılıyor. Bir diğer dayanıklı malzemenin adı ise ABD Savunma Bakanlığı'nın emriyle oluşturulan ONNEX'tir. Yeni malzeme, kurşun geçirmez yelek üretiminde kullanımının yanı sıra uçuş kontrol sistemlerinde, sensörlerde ve motorlarda da kullanılabilecek.

Bilim adamlarının geliştirdiği, aerojellerin dönüşümüyle güçlü, sert, şeffaf ve hafif malzemelerin elde edildiği bir teknoloji var. Bunlara dayanarak hafif vücut zırhı, tank zırhı ve dayanıklı yapı malzemeleri üretmek mümkündür.

Novosibirsk bilim adamları, nanotübülen - ultra güçlü üretmenin mümkün olduğu yeni prensipli bir plazma reaktörü icat ettiler yapay malzeme. Bu malzeme yirmi yıl önce keşfedildi. Elastik kıvamda bir kütledir. Çıplak gözle görülemeyen pleksuslardan oluşur. Bu pleksusların duvarlarının kalınlığı bir atomdur.

Atomların “Rus bebeği” prensibine göre iç içe geçmiş gibi görünmesi, nanotübülünü bilinen en dayanıklı malzeme haline getiriyor. Bu malzeme betona, metale ve plastiğe eklendiğinde dayanıklılıkları ve elektrik iletkenlikleri önemli ölçüde artar. Nanotübülen, arabaların ve uçakların daha dayanıklı olmasına yardımcı olacak. Yeni malzeme yaygın olarak üretilirse yollar, evler ve ekipmanlar çok dayanıklı hale gelebilir. Onları yok etmek çok zor olacak. Nanotübülen, çok yüksek maliyeti nedeniyle henüz yaygın üretime sokulmamıştır. Ancak Novosibirsk bilim adamları bu malzemenin maliyetini önemli ölçüde azaltmayı başardılar. Artık nanotübülen kilogram cinsinden değil ton cinsinden üretilebiliyor.

En sert metal

Bu metal endüstride, krom çeliği, nikrom vb. eritmede kullanılır. Korozyon önleyici olarak kullanılır ve dekoratif kaplamalar. Dünya'ya düşen taş meteorlar krom açısından oldukça zengindir.

En dayanıklı ağaç

Ahşap, dökme demirden bir buçuk kat daha güçlüdür ve bükülme mukavemeti yaklaşık olarak demirinkine eşittir. Bu özelliklerinden dolayı demir huş ağacı bazen metalin yerini alabilir, çünkü bu ahşap korozyona ve çürümeye maruz kalmaz. Demir Huş ağacından yapılmış bir geminin gövdesinin boyanmasına bile gerek yoktur, gemi korozyondan zarar görmez ve asitlerden de korkmaz.

Schmidt huş ağacını kurşunla delemezsiniz; onu baltayla kesemezsiniz. Gezegenimizdeki tüm huş ağaçları arasında Demir Huş ağacı en uzun ömürlü olanıdır - dört yüz yıl yaşar. Yaşam alanı Kedrovaya Pad Doğa Koruma Alanı'dır. Bu, Kırmızı Kitapta listelenen nadir korunan bir türdür. Bu kadar nadir olmasaydı bu ağacın ultra güçlü ahşabı her yerde kullanılabilirdi.

Ancak dünyanın en uzun ağaçları olan sekoyalar pek dayanıklı bir malzeme değildir.

Evrendeki en güçlü malzeme

Grafen yakında bilimsel laboratuvarlardan çıkacak. Bugün dünyadaki tüm bilim adamları onun eşsiz özelliklerinden bahsediyor. Yani birkaç gram malzeme bir futbol sahasının tamamını kaplamaya yetecektir. Grafen çok esnektir ve katlanabilir, bükülebilir veya yuvarlanabilir.

Olası kullanım alanları: Solar paneller, cep telefonları, dokunmatik ekranlar, süper hızlı bilgisayar çipleri.
Yandex.Zen'deki kanalımıza abone olun

Etrafımızdaki dünya hala pek çok gizemle dolu, ancak uzun zamandır bilinenler bile fenomen bilim adamları ve maddeler asla şaşırtmayı ve sevindirmeyi bırakmaz. Parlak renklere hayran kalırız, tatlardan keyif alırız ve hayatımızı daha konforlu, daha güvenli ve daha keyifli hale getiren her türlü maddenin özelliklerini kullanırız. En güvenilir ve en iyiyi arıyoruz güçlü malzemelerİnsanoğlu pek çok heyecan verici keşifte bulundu ve işte bu türden sadece 25 benzersiz bileşikten oluşan bir seçki!

25. Elmaslar

Herkes olmasa da neredeyse herkes bunu kesin olarak biliyor. Elmaslar yalnızca en çok saygı duyulan değerli taşlardan biri değil, aynı zamanda Dünya üzerindeki en sert minerallerden biridir. Mohs ölçeğinde (bir mineralin çizilmeye karşı tepkisini değerlendiren bir sertlik ölçeği), 10. satırda bir elmas listelenir. Skalada toplam 10 pozisyon bulunmaktadır ve 10'uncu derece son ve en zor derecedir. Elmaslar o kadar serttir ki ancak diğer elmaslar tarafından çizilebilirler.

24. Caerostris darwini örümcek türünün ağlarını yakalamak


Fotoğraf: “pixabay”

İnanması zor ama Caerostris darwini örümceğinin (veya Darwin'in örümceğinin) ağı çelikten daha güçlü ve Kevlar'dan daha serttir. Bu ağ dünyadaki en sert biyolojik materyal olarak kabul edildi, ancak şu anda potansiyel bir rakibi var, ancak veriler henüz doğrulanmadı. Örümcek lifi, kopma gerilimi, darbe dayanımı, çekme dayanımı ve Young modülü (malzemenin elastik deformasyon sırasında esneme ve sıkıştırmaya direnme özelliği) gibi özellikler açısından test edildi ve tüm bu göstergeler için örümcek ağı en şaşırtıcı şekilde kendini gösterdi. yol. Ayrıca Darwin örümceğinin ağı inanılmaz derecede hafiftir. Örneğin gezegenimizi Caerostris darwini lifiyle sarsak, bu kadar uzun bir ipliğin ağırlığı sadece 500 gram olacaktır. Bu kadar uzun ağlar mevcut değil, ancak teorik hesaplamalar tek kelimeyle muhteşem!

23. Aerografit


Fotoğraf: “BrokenSphere”

Bu sentetik köpük en hafif köpüklerden biridir lifli malzemeler Dünyada sadece birkaç mikron çapında karbon tüplerden oluşan bir ağdan oluşuyor. Aerografit köpükten 75 kat daha hafiftir ancak aynı zamanda çok daha güçlü ve daha esnektir. Son derece elastik yapısına zarar vermeden orijinal boyutunun 30 katına kadar sıkıştırılabilir. Bu özelliği sayesinde airgrafit köpük kendi ağırlığının 40.000 katına kadar yüklere dayanabilmektedir.

22. Paladyum metal cam


Fotoğraf: “pixabay”

Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü'nden (Berkeley Lab) bilim adamlarından oluşan bir ekip, yeni tür Dayanıklılık ve sünekliğin neredeyse ideal bir kombinasyonunu birleştiren metal cam. Yeni malzemenin benzersiz olmasının nedeni, kimyasal yapısının mevcut camsı malzemelerin kırılganlığını başarılı bir şekilde gizlemesi ve aynı zamanda bu sentetik yapının yorulma mukavemetini önemli ölçüde artıran yüksek bir dayanıklılık eşiğini koruması gerçeğinde yatmaktadır.

21. Tungsten karbür


Fotoğraf: “pixabay”

Tungsten karbür, aşınmaya karşı oldukça dayanıklı, inanılmaz derecede sert bir malzemedir. Belirli koşullar altında bu bağlantı çok kırılgan kabul edilir, ancak ağır yük altında kayma bantları şeklinde kendini gösteren benzersiz plastik özellikler gösterir. Tüm bu nitelikleri sayesinde tungsten karbür, zırh delici uçların ve her türlü kesici, aşındırıcı disk, matkap, kesici, matkap ucu ve diğer kesici aletler dahil olmak üzere çeşitli ekipmanların imalatında kullanılmaktadır.

20. Silisyum karbür


Fotoğraf: “Tiia Monto”

Silisyum karbür, muharebe tanklarının üretiminde kullanılan ana malzemelerden biridir. Bu bileşik, düşük maliyeti, olağanüstü refrakterliği ve yüksek sertliği ile bilinir ve bu nedenle genellikle mermileri saptırması, diğer dayanıklı malzemeleri kesmesi veya taşlaması gereken ekipman veya teçhizatın imalatında kullanılır. Silisyum karbür mükemmel aşındırıcılar, yarı iletkenler ve hatta kesici uçlar yapar. Takı elmas taklidi.

19. Kübik bor nitrür


Fotoğraf: wikimedia commons

Kübik bor nitrür, sertliği elmasa benzeyen süper sert bir malzemedir, ancak aynı zamanda yüksek sıcaklık stabilitesi ve kimyasal direnç gibi bir takım ayırt edici avantajlara da sahiptir. Kübik bor nitrür, yüksek sıcaklıklara maruz kaldığında bile demir ve nikel içinde çözünmezken, elmas aynı koşullar altında içeri girer. kimyasal reaksiyonlar yeterince hızlı. Bu aslında endüstriyel taşlama takımlarında kullanımı açısından faydalıdır.

18. Ultra yüksek moleküler ağırlıklı polietilen yüksek yoğunluk(UHMWPE), elyaf markası "Dyneema"


Fotoğraf: “Justsail”

Yüksek modüllü polietilen son derece yüksek aşınma direncine, düşük sürtünme katsayısına ve yüksek kırılma dayanıklılığına (düşük sıcaklık güvenilirliği) sahiptir. Bugün dünyadaki en güçlü lifli madde olarak kabul ediliyor. Bu polietilenin en şaşırtıcı yanı sudan hafif olması ve aynı zamanda mermileri durdurabilmesidir! Dyneema elyaflarından üretilen kablo ve halatlar suda batmaz, yağlama gerektirmez ve ıslandığında özellikleri değişmez, bu da gemi yapımı için çok önemlidir.

17. Titanyum alaşımları


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

Titanyum alaşımları inanılmaz derecede sünektir ve gerildiğinde inanılmaz bir güç sergiler. Ayrıca yüksek ısı direnci ve korozyon direncine sahip olmaları onları uçak imalatı, roketçilik, gemi yapımı, kimya, gıda ve ulaştırma mühendisliği gibi alanlarda son derece kullanışlı kılmaktadır.

16. Sıvı metal alaşımı


Fotoğraf: “pixabay”

2003 yılında Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü'nde geliştirilen bu malzeme, gücü ve dayanıklılığıyla ünlüdür. Bileşiğin adı kırılgan ve sıvı bir şeyle ilişkilidir, ancak oda sıcaklığı aslında alışılmadık derecede serttir, aşınmaya dayanıklıdır, korozyondan korkmaz ve ısıtıldığında termoplastik gibi dönüşür. Şu ana kadarki ana uygulama alanları saatlerin, golf sopalarının ve kaplamaların imalatıdır. cep telefonları(Vertu, iPhone).

15. Nanoselüloz


Fotoğraf: “pixabay”

Nanoselüloz ağaç liflerinden izole edilmiştir ve yeni bir tür ahşap malzeme, çelikten bile daha güçlü! Ayrıca nanoselüloz da daha ucuzdur. Yeniliğin büyük bir potansiyeli var ve gelecekte cam ve karbon elyafla ciddi şekilde rekabet edebilir. Geliştiriciler bu malzemenin yakında kullanılacağına inanıyor büyük talep askeri zırh, süper esnek ekranlar, filtreler, esnek piller, emici aerojeller ve biyoyakıtların üretiminde.

14. Deniz salyangozu dişleri


Fotoğraf: “pixabay”

Bir zamanlar gezegendeki en güçlü biyolojik materyal olarak kabul edilen Darwin örümceğinin yakalama ağından daha önce bahsetmiştik. Ancak yakın zamanda yapılan bir araştırma, deniz salyangozunun en dayanıklısı olduğunu göstermiştir. bilim tarafından bilinen biyolojik maddeler. Evet bu dişler Caerostris darwini'nin ağından daha güçlüdür. Ve bu şaşırtıcı değil çünkü çok küçükler deniz canlıları sert kayaların yüzeyinde büyüyen alglerle beslenir ve yiyecekleri kaynak Bu hayvanların çok çalışması gerekiyor. Bilim adamları, gelecekte deniz deniz salyangozlarının dişlerinin lifli yapısı örneğini mühendislik endüstrisinde kullanabileceğimize ve arabalar, tekneler ve hatta uçaklar üretmeye başlayabileceğimize inanıyor. artan güç basit salyangoz örneğinden esinlenilmiştir.

13. Maraging çeliği


Fotoğraf: “pixabay”

Maraging çeliği, mükemmel süneklik ve tokluğa sahip, yüksek mukavemetli, yüksek alaşımlı bir alaşımdır. Malzeme roket biliminde yaygın olarak kullanılmaktadır ve her türlü aletin yapımında kullanılmaktadır.

12. Osmiyum


Fotoğraf: Periodictableru / www.periodictable.ru

Osmiyum inanılmaz derecede yoğun bir elementtir ve sertliği ve yüksek erime noktası nedeniyle işleme. Osmiyumun dayanıklılığın ve gücün en çok değer verildiği yerlerde kullanılmasının nedeni budur. Osmiyum alaşımları elektrik kontaklarında, roketçilikte, askeri mermilerde, cerrahi implantlarda ve diğer birçok uygulamada bulunur.

11.Kevlar


Fotoğraf: wikimedia commons

Kevlar, bulunabilen yüksek mukavemetli bir elyaftır. araba lastikleri, fren balataları, kablolar, protez ve ortopedik ürünler, vücut zırhları, kumaşlar koruyucu giysi, gemi yapımında ve insansız hava parçalarında uçak. Malzeme neredeyse güçle eş anlamlı hale geldi ve inanılmaz derecede yüksek dayanıma ve esnekliğe sahip bir plastik türüdür. Kevlar'ın çekme mukavemeti çelik telinkinden 8 kat daha fazladır ve 450°C sıcaklıkta erimeye başlar.

10. Ultra yüksek moleküler ağırlıklı yüksek yoğunluklu polietilen, Spectra fiber markası


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

UHMWPE aslında çok dayanıklı bir plastiktir. Bir UHMWPE markası olan Spectra, bu göstergede çeliğe göre 10 kat daha üstün, en yüksek aşınma direncine sahip hafif bir elyaftır. Kevlar gibi Spectra da vücut zırhı ve koruyucu kask üretiminde kullanılıyor. UHMWPE ile birlikte Dynimo Spectrum markası da gemi inşası ve taşımacılık endüstrilerinde popülerdir.

9. Grafen


Fotoğraf: “pixabay”

Grafen, karbonun allotropik bir modifikasyonudur ve kristal hücre Sadece bir atom kalınlığında, o kadar güçlü ki çelikten 200 kat daha sert. Grafen benziyor streç film ancak onu kırmak neredeyse imkansız bir iştir. Bir grafen levhayı delmek için, içine bir okul otobüsü ağırlığını taşıyan yükü dengelemeniz gereken bir kalem yapıştırmanız gerekecek. İyi şanlar!

8. Karbon nanotüp kağıdı


Fotoğraf: “pixabay”

Nanoteknoloji sayesinde bilim insanları insan saçından 50 bin kat daha ince kağıt yapmayı başardılar. Karbon nanotüp tabakaları çelikten 10 kat daha hafiftir, ancak en şaşırtıcı yanı çelikten 500 kat daha güçlü olmalarıdır! Makroskobik nanotüp plakalar, süperkapasitör elektrotların üretimi için en umut verici olanlardır.

7. Metal mikro şebeke


Fotoğraf: “pixabay”

Bu dünyadaki en hafif metal! Metal mikro ızgara, köpükten 100 kat daha hafif olan sentetik gözenekli bir malzemedir. Ama ona izin ver dış görünüş Aldanmayın, bu mikro şebekeler aynı zamanda inanılmaz derecede güçlüdür ve onlara her türlü mühendislik alanında kullanım için büyük bir potansiyel sağlar. Mükemmel amortisörler ve ısı yalıtıcıları yapmak için kullanılabilirler ve inanılmaz yetenek Bu metal büzülür ve orijinal durumuna dönerek enerji depolamak için kullanılmasına olanak tanır. Metal mikro kafesler de üretimde aktif olarak kullanılıyor çeşitli parçalar Amerikan şirketi Boeing'in uçakları için.

6. Karbon nanotüpleri


Fotoğraf: Kullanıcı Mstroeck / en.wikipedia

Yukarıda karbon nanotüplerden yapılmış ultra güçlü makroskobik plakalardan bahsetmiştik. Ama bu nasıl bir malzeme? Esasen bunlar bir tüpe (9. nokta) sarılmış grafen düzlemleridir. Sonuç, çok çeşitli uygulamalara sahip, inanılmaz derecede hafif, esnek ve dayanıklı bir malzemedir.

5. Airbrush


Fotoğraf: wikimedia commons

Grafen aerojel olarak da bilinen bu malzeme, aynı zamanda son derece hafif ve güçlüdür. Yeni tip jel, sıvı fazı tamamen gaz fazıyla değiştirir ve olağanüstü sertlik, ısı direnci, düşük yoğunluk ve düşük ısı iletkenliği ile karakterize edilir. İnanılmaz bir şekilde, grafen aerojel havadan 7 kat daha hafiftir! Eşsiz bileşik, %90 sıkıştırmadan sonra bile orijinal şeklini geri kazanabiliyor ve emilim için kullanılan airgrafenin ağırlığının 900 katı kadar bir miktarda yağı emebiliyor. Belki gelecekte bu malzeme sınıfı bu tür sorunlarla mücadelede yardımcı olacaktır. çevre felaketleri petrol sızıntıları gibi.

4. Massachusetts Teknoloji Enstitüsü (MIT) tarafından geliştirilen başlıksız materyal


Fotoğraf: “pixabay”

Siz bunu okurken, MIT'den bir bilim insanı ekibi grafenin özelliklerini geliştirmek için çalışıyor. Araştırmacılar, bu malzemenin iki boyutlu yapısını şimdiden üç boyutlu hale getirmeyi başardıklarını söyledi. Yeni grafen maddesi henüz adını almadı ancak yoğunluğunun çeliğe göre 20 kat daha az, mukavemetinin ise çeliğe göre 10 kat daha fazla olduğu zaten biliniyor.

3. Karabin


Fotoğraf: “Smokefoot”

Karbon atomlarının doğrusal zincirlerinden oluşmasına rağmen, karbin, grafenden 2 kat daha fazla çekme mukavemetine sahiptir ve elmastan 3 kat daha serttir!

2. Bor nitrür wurtzit modifikasyonu


Fotoğraf: “pixabay”

Yeni keşfedilen bu doğal madde volkanik patlamalar sırasında oluşuyor ve elmastan %18 daha sert. Ancak diğer bazı parametrelerde elmaslardan üstündür. Wurtzite bor nitrür, Dünya'da bulunan ve elmastan daha sert olan iki doğal maddeden biridir. Sorun, doğada çok az sayıda nitrür bulunması ve bu nedenle bunların üzerinde çalışılması veya pratikte uygulanması kolay değildir.

1. Lonsdaleite


Fotoğraf: “pixabay”

Altıgen elmas olarak da bilinen lonsdaleit karbon atomlarından oluşur ancak bu modifikasyonda atomlar biraz farklı düzenlenmiştir. Wurtzit bor nitrür gibi lonsdaleit de sertlik açısından elmastan üstün doğal bir maddedir. Üstelik bu muhteşem mineral elmastan %58 daha serttir! Wurtzit bor nitrür gibi bu bileşik de son derece nadirdir. Bazen lonsdaleit, grafit içeren meteorların Dünya ile çarpışması sırasında oluşur.