نامگذاری سخت ترین ماده جهان آنقدرها هم که در ابتدا به نظر می رسد ساده نیست. واقعیت این است که سختی مواد بسته به برخی می تواند متفاوت باشد عوامل خارجی. به طور خاص، به اندازه کافی عجیب، ممکن است زمانی که بار اعمال شده تغییر می کند، متفاوت باشد.

برای سالهای متمادی، الماس استاندارد سختی در نظر گرفته می شد. با این حال چرا مورد توجه قرار گرفت؟ در دنیای مواد، سختی آن همچنان استاندارد است. هر چیزی که از نظر سختی کمتر از الماس باشد، اما در این شاخص به آن نزدیک شود، فوق سخت نامیده می شود. و موادی که سخت تر از الماس هستند، نام غرور آفرین "فوق العاده بادوام" را دارند.

و در اینجا بسیاری از خوانندگان ممکن است شک کنند. گذشته از این، نه چندان دور، حتی در مدارس، آنها یاد می دادند که در طبیعت هیچ چیز سخت تر از الماس وجود ندارد و بسیاری از مردم این حقیقت را به خاطر داشتند. اما به قول فلاسفه همه حقایق نسبی هستند. اطلاعات مربوط به "سخت ترین الماس" نیز در زمان ما دستخوش تغییراتی شده است.

پس سخت تر از الماس چیست؟

بیایید با این واقعیت شروع کنیم که الماس از نظر سختی نیز متفاوت است. سختی مواد با واحد گیگا پاسکال (GPa) اندازه گیری می شود. بنابراین، برای الماس های مختلف این شاخص می تواند از 70 تا 150 گیگا پاسکال متغیر باشد. موافقم، گسترش بسیار قابل توجه است! حد بالایی استحکام متعلق به الماس های سیاه به نام "کربنادو" است. در شکل طبیعی خود، آنها در مقادیر بسیار کم در برزیل و آفریقای جنوبی یافت می شوند.

اگر یک الماس "عادی" از یک کریستال تشکیل شده باشد، کربنادو از یک کریستال تشکیل شده است مقدار زیادیکریستال های کربن که بین آنها حفره هایی وجود دارد. مشخص شده است که این الماس ها نه در فشار زیاد، بلکه در فشارهای معمولی تشکیل می شوند و فقط در سطح زمین یافت می شوند. یک نظریه رایج این است که کربنادوها توسط یک سیارک ناشی از یک انفجار ابرنواختری به سیاره ما آورده شده اند.

بنابراین، کربنادو به طور قابل توجهی سخت تر از یک الماس معمولی است، اما همچنان یک الماس است. و موادی هستند که اصلا الماس نیستند، اما از آنها سخت تر و حتی از کربنادو سخت تر هستند. آن ها اینجا هستند:

• فولریت؛
• lonsdaleite;
• wurtzide بور نیترید.

این یک ماده کاملا مصنوعی است که در طبیعت یافت نمی شود. سختی آن 310 گیگا پاسکال برآورد شده است. یک "مداد" ساخته شده از این ماده به راحتی یک صفحه الماس را خراش می دهد. فولریت ها متشکل از مولکول های فولرن هستند که در سال 1985 سنتز شدند. برای این کشف، نویسندگان آن، از جمله موارد دیگر، جایزه نوبلدر شیمی!

جالب اینجاست که برای مدت طولانی فولریت یک ماده فوق‌العاده گران قیمت و کمیاب بود، زیرا سنتز آن به فشارهای فوق‌العاده بالایی نیاز داشت. اما چندین سال پیش فیزیکدانان روسی با همکاری فیزیکدانان فرانسوی توانستند این مانع را دور بزنند. اکنون این ماده می تواند در شرایط نسبتاً ساده ایجاد شود.

این ماده "الماس شش ضلعی" نامیده می شود زیرا از گرافیت تشکیل شده است که فقط تغییر یافته است. در طبیعت، به ندرت در دهانه های شهاب سنگ یافت می شود، اما در آنجا سختی آن حتی کمتر از کربنادو است. همه چیز در مورد ناخالصی هایی است که لزوماً در نمونه های طبیعی lonsdaleite وجود دارد.

برای اینکه این ماده از شر ناخالصی ها خلاص شود و به حداکثر سختی خود برسد باید در برابر فشار بسیار زیاد باشد. سختی lonsdaleite "خالص" 170 - 220 GPa تخمین زده می شود.

همه دانشمندان معتقد نیستند که سخت تر از الماس است. یعنی مقام سوم او همچنان مورد بحث است. واقعیت این است که نیترید بور در حالت عادی خود اگرچه بسیار سخت است، اما هنوز یک ماده فوق العاده قوی نیست، بلکه یک ماده فوق سخت است.

هنگامی که فشار بر ساختار آن شروع می شود، همه چیز تغییر می کند. پیوندهای اتمی این ماده به گونه‌ای چیده شده‌اند که با افزایش فشار، "بازآرایی" می‌شوند و آن وقت است که نیترید بور از الماس سخت‌تر می‌شود!

بدین ترتیب، با تعیین سخت ترین ماده جهان، با مواد جالبی آشنا شدیم و در عین حال از شر افسانه معمول در مورد «سخت ترین الماس» خلاص شدیم.

دنیای اطراف ما هنوز مملو از اسرار بسیاری است، اما حتی پدیده ها و موادی که برای مدت طولانی برای دانشمندان شناخته شده بودند، هرگز از شگفتی و خوشحالی باز نمی مانند. ما رنگ های روشن را تحسین می کنیم، از طعم ها لذت می بریم و از خواص انواع موادی استفاده می کنیم که زندگی ما را راحت تر، ایمن تر و لذت بخش تر می کند. در جستجوی مطمئن ترین و قوی ترین مواد، انسان به اکتشافات هیجان انگیز بسیاری دست یافته است، و در اینجا منتخبی از تنها 25 ترکیب منحصر به فرد از این قبیل را مشاهده می کنید!

25. الماس

اگر نه همه، پس تقریباً همه این را با اطمینان می دانند. الماس نه تنها یکی از مورد احترام ترین سنگ های قیمتی، بلکه یکی از سخت ترین مواد معدنی روی زمین است. در مقیاس Mohs (مقیاس سختی که واکنش یک ماده معدنی به خراش را ارزیابی می کند)، الماس در خط 10 فهرست شده است. در مجموع 10 موقعیت در مقیاس وجود دارد و دهمین آخرین و سخت ترین درجه است. الماس ها آنقدر سخت هستند که فقط توسط الماس های دیگر خراشیده می شوند.

24. تارهای صید گونه عنکبوت Caerostris darwini


عکس: pixabay

باور کردنش سخت است، اما تار عنکبوت Caerostris darwini (یا عنکبوت داروین) قوی تر از فولاد و سخت تر از کولار است. این وب به عنوان سخت ترین ماده بیولوژیکی در جهان شناخته شده است، اگرچه در حال حاضر یک رقیب بالقوه دارد، اما داده ها هنوز تایید نشده اند. الیاف عنکبوت برای ویژگی هایی مانند کرنش شکستن، استحکام ضربه، استحکام کششی و مدول یانگ (ویژگی یک ماده برای مقاومت در برابر کشش و فشار در هنگام تغییر شکل الاستیک) مورد آزمایش قرار گرفت و برای همه این شاخص ها تار عنکبوت در شگفت انگیزترین حالت خود را نشان داد. مسیر. علاوه بر این، تار عنکبوت داروین فوق العاده سبک وزن است. به عنوان مثال، اگر سیاره خود را با فیبر Caerostris darwini بپیچیم، وزن چنین نخ بلندی تنها 500 گرم خواهد بود. چنین شبکه های طولانی وجود ندارند، اما محاسبات نظری به سادگی شگفت انگیز هستند!

23. آئروگرافیت


عکس: BrokenSphere

این فوم مصنوعی یکی از سبک ترین مواد الیافی در جهان است و از شبکه ای از لوله های کربنی به قطر تنها چند میکرون تشکیل شده است. آئروگرافیت 75 برابر سبک تر از فوم است، اما در عین حال بسیار قوی تر و انعطاف پذیرتر است. می توان آن را تا 30 برابر اندازه اصلی خود فشرده کرد بدون اینکه آسیبی به ساختار بسیار الاستیک آن وارد شود. به لطف این خاصیت، فوم ایرگرافیت می تواند بارهایی تا 40000 برابر وزن خود را تحمل کند.

22. شیشه فلزی پالادیوم


عکس: pixabay

تیمی از دانشمندان موسسه فناوری کالیفرنیا (آزمایشگاه برکلی) توسعه یافته اند نوع جدیدشیشه فلزی، ترکیبی تقریبا ایده آل از استحکام و شکل پذیری. دلیل منحصر به فرد بودن ماده جدید در این واقعیت نهفته است که ساختار شیمیایی آن با موفقیت شکنندگی مواد شیشه ای موجود را پنهان می کند و در عین حال آستانه استقامت بالایی را حفظ می کند که در نهایت مقاومت خستگی این ساختار مصنوعی را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد.

21. کاربید تنگستن


عکس: pixabay

کاربید تنگستن یک ماده فوق‌العاده سخت است که در برابر سایش بسیار مقاوم است. که در شرایط خاصاین اتصال بسیار شکننده در نظر گرفته می شود، اما تحت بارهای سنگین، خواص پلاستیکی منحصر به فردی را نشان می دهد که به شکل نوارهای لغزشی آشکار می شود. به لطف تمام این ویژگی ها، کاربید تنگستن در ساخت نوک های سوراخ کننده زره و تجهیزات مختلف از جمله انواع برش ها، دیسک های ساینده، مته ها، برش ها، مته ها و سایر ابزارهای برش استفاده می شود.

20. کاربید سیلیکون


عکس: تییا مونتو

کاربید سیلیکون یکی از مواد اصلی مورد استفاده برای تولید تانک های جنگی است. این ترکیب به دلیل هزینه کم، نسوز عالی و سختی بالا شناخته شده است و بنابراین اغلب در ساخت تجهیزات یا دنده هایی استفاده می شود که باید گلوله ها را منحرف کنند، سایر مواد بادوام را بریده یا آسیاب کنند. کاربید سیلیکون ساینده ها، نیمه هادی ها و حتی جواهراتی که از الماس تقلید می کنند بسیار عالی می سازد.

19. نیترید بور مکعبی


عکس: wikimedia commons

نیترید بور مکعبی است مواد فوق العاده سختاز نظر سختی مشابه الماس است، اما دارای تعدادی مزیت متمایز است - مقاومت در برابر دمای بالا و مقاومت شیمیایی. نیترید بور مکعبی در آهن و نیکل حتی زمانی که در معرض دمای بالا قرار می گیرد حل نمی شود، در حالی که الماس در شرایط مشابه به سرعت وارد واکنش های شیمیایی می شود. این در واقع برای استفاده از آن در ابزارهای آسیاب صنعتی مفید است.

18. پلی اتیلن با وزن مولکولی فوق العاده بالا (UHMWPE)، مارک فیبر Dyneema


عکس: Justsail

پلی اتیلن با مدول بالا دارای مقاومت سایشی بسیار بالا، ضریب اصطکاک کم و چقرمگی شکست بالا (قابلیت اطمینان دمای پایین) است. امروزه آن را قوی ترین ماده فیبری در جهان می دانند. شگفت انگیزترین چیز در مورد این پلی اتیلن این است که از آب سبک تر است و می تواند گلوله ها را همزمان متوقف کند! کابل ها و طناب های ساخته شده از الیاف Dyneema در آب غرق نمی شوند، نیازی به روغن کاری ندارند و در هنگام خیس شدن، خواص خود را تغییر نمی دهند، که برای کشتی سازی بسیار مهم است.

17. آلیاژهای تیتانیوم


عکس: Alchemist-hp (pse-mendelejew.de)

آلیاژهای تیتانیوم به طرز باورنکردنی انعطاف پذیر هستند و در هنگام کشش استحکام شگفت انگیزی از خود نشان می دهند. علاوه بر این، آنها دارای مقاومت حرارتی و مقاومت در برابر خوردگی بالایی هستند که آنها را در زمینه هایی مانند ساخت هواپیما، موشک، کشتی سازی، مواد شیمیایی، مواد غذایی و مهندسی حمل و نقل بسیار مفید می کند.

16. آلیاژ فلز مایع


عکس: pixabay

این ماده که در سال 2003 در مؤسسه فناوری کالیفرنیا ساخته شد، به دلیل استحکام و دوام خود مشهور است. نام این ترکیب به چیزی شکننده و مایع اشاره دارد، اما در دمای اتاق در واقع بسیار سخت، مقاوم در برابر سایش، مقاوم در برابر خوردگی است و در هنگام گرم شدن مانند ترموپلاستیک ها تغییر شکل می دهد. زمینه های اصلی کاربرد تا کنون ساخت ساعت، چوب گلف و کاور برای تلفن های همراه (ورتو، آیفون) است.

15. نانوسلولز


عکس: pixabay

نانوسلولز از الیاف چوب جدا شده و نوع جدیدی از مواد چوبی است که حتی از فولاد نیز قوی تر است! علاوه بر این، نانوسلولز نیز ارزان تر است. این نوآوری پتانسیل بالایی دارد و در آینده می تواند به طور جدی با شیشه و فیبر کربن رقابت کند. توسعه دهندگان بر این باورند که این ماده به زودی در تولید زره های نظامی، صفحه نمایش های فوق انعطاف پذیر، فیلترها، باتری های انعطاف پذیر، آئروژل های جاذب و سوخت های زیستی تقاضای زیادی خواهد داشت.

14. دندان حلزون لمپت


عکس: pixabay

قبلاً در مورد تور عنکبوت داروین که زمانی به عنوان قوی ترین ماده بیولوژیکی روی این سیاره شناخته می شد به شما گفته بودیم. با این حال، یک مطالعه اخیر نشان داده است که لیمپت بادوام ترین ماده بیولوژیکی شناخته شده برای علم است. بله، این دندان ها قوی تر از تار Caerostris darwini هستند. و این تعجب آور نیست، زیرا موجودات دریایی کوچک از جلبک هایی که روی سطح سنگ های خشن رشد می کنند تغذیه می کنند و برای جدا کردن غذا از سنگ، این حیوانات باید سخت کار کنند. دانشمندان بر این باورند که در آینده می‌توانیم از نمونه ساختار فیبری دندان‌های لیمپت‌های دریایی در صنعت مهندسی استفاده کنیم و با الهام از نمونه حلزون‌های ساده شروع به ساخت خودرو، قایق و حتی هواپیماهای با مقاومت بالا کنیم.

13. فولاد ماراژینگ


عکس: pixabay

فولاد ماراژینگ یک آلیاژ با استحکام بالا و آلیاژ بالا با شکل پذیری و چقرمگی عالی است. این ماده به طور گسترده در علم موشک استفاده می شود و برای ساخت انواع ابزار استفاده می شود.

12. اوسمیوم


عکس: Periodictableru / www.periodictable.ru

اوسمیوم عنصری فوق‌العاده متراکم است و سختی و نقطه ذوب بالای آن ماشین‌کاری را دشوار می‌کند. به همین دلیل است که از اسمیم در جایی استفاده می شود که دوام و استحکام بیشتر مورد توجه قرار می گیرد. آلیاژهای اوسمیوم در تماس های الکتریکی، موشک، پرتابه های نظامی، ایمپلنت های جراحی و بسیاری از کاربردهای دیگر یافت می شوند.

11. کولار


عکس: wikimedia commons

کولار یک فیبر با استحکام بالا است که در آن یافت می شود لاستیک های خودرو، لنت ترمز، کابل، محصولات مصنوعی و ارتوپدی، زره بدن، پارچه های لباس محافظ، کشتی سازی و قطعات هواپیماهای بدون سرنشین هواپیما. این ماده تقریباً مترادف با استحکام شده است و نوعی پلاستیک با استحکام و کشش فوق العاده بالا است. مقاومت کششی کولار 8 برابر بیشتر از سیم فولادی است و در دمای 450 درجه سانتیگراد شروع به ذوب شدن می کند.

10. پلی اتیلن با چگالی بالا با وزن مولکولی فوق العاده بالا، مارک فیبر Spectra


عکس: توماس کاستلازو، www.tomascastelazo.com / Wikimedia Commons

UHMWPE در اصل یک پلاستیک بسیار بادوام است. Spectra، یک نام تجاری UHMWPE، به نوبه خود، یک فیبر سبک وزن با بالاترین مقاومت در برابر سایش است که در این نشانگر 10 برابر برتر از فولاد است. مانند کولار، اسپکترا در ساخت زره بدن و کلاه ایمنی استفاده می شود. در کنار UHMWPE، برند Dynimo Spectrum در صنایع کشتی سازی و حمل و نقل محبوب است.

9. گرافن


عکس: pixabay

گرافن آلوتروپ کربن است و شبکه کریستالی آن که فقط یک اتم ضخامت دارد آنقدر قوی است که 200 برابر سخت تر از فولاد است. گرافن مانند فیلم چسبناک به نظر می رسد، اما پاره کردن آن کار تقریبا غیرممکنی است. برای سوراخ کردن یک ورقه گرافن، باید یک مداد را در آن بچسبانید، که روی آن باید باری را که کل اتوبوس مدرسه را وزن می کند، متعادل کنید. موفق باشید!

8. کاغذ نانولوله کربنی


عکس: pixabay

به لطف فناوری نانو، دانشمندان موفق به ساخت کاغذی شده اند که 50 هزار برابر نازک تر از موی انسان است. ورق‌های نانولوله‌های کربنی 10 برابر سبک‌تر از فولاد هستند، اما شگفت‌انگیزترین چیز این است که 500 برابر قوی‌تر از فولاد هستند! صفحات نانولوله ای ماکروسکوپی برای ساخت الکترودهای ابرخازن بسیار امیدوارکننده هستند.

7. ریزشبکه فلزی


عکس: pixabay

این سبک ترین فلز جهان است! ریزشبکه فلزی یک ماده متخلخل مصنوعی است که 100 برابر سبکتر از فوم است. اما به او اجازه دهید ظاهرگول نخورید، این ریزشبکه ها نیز فوق العاده قوی هستند و به آنها پتانسیل زیادی برای استفاده در انواع زمینه های مهندسی می دهد. می توان از آنها برای ساخت ضربه گیرها و عایق های حرارتی عالی استفاده کرد و توانایی شگفت انگیز این فلز در جمع شدن و بازگشت به حالت اولیه، امکان استفاده از آن را برای ذخیره انرژی فراهم می کند. ریزشبکه های فلزی نیز به طور فعال در تولید قطعات مختلف هواپیماهای شرکت آمریکایی بوئینگ استفاده می شود.

6. نانولوله های کربنی


عکس: کاربر Mstroeck / en.wikipedia

قبلاً در بالا در مورد صفحات ماکروسکوپی فوق العاده قوی ساخته شده از نانولوله های کربنی صحبت کردیم. اما این چه نوع ماده ای است؟ اساساً اینها صفحات گرافنی هستند که در یک لوله قرار گرفته اند (نقطه 9). نتیجه یک ماده فوق‌العاده سبک، انعطاف‌پذیر و بادوام با طیف وسیعی از کاربردها است.

5. ایربراش


عکس: wikimedia commons

این ماده که به عنوان آروژل گرافن نیز شناخته می شود، بسیار سبک وزن و در عین حال قوی است. نوع جدید ژل به طور کامل فاز مایع را با فاز گازی جایگزین می کند و با سختی حساس، مقاومت در برابر حرارت، چگالی کم و هدایت حرارتی کم مشخص می شود. باور نکردنی است که گرافن ایروژل ۷ برابر سبکتر از هوا است! این ترکیب منحصربه‌فرد می‌تواند حتی پس از 90 درصد فشرده‌سازی شکل اولیه خود را بازیابی کند و می‌تواند مقدار روغنی را جذب کند که 900 برابر وزن ایرگرافن مورد استفاده برای جذب است. شاید در آینده این دسته از مواد به مبارزه با بلایای زیست محیطی مانند نشت نفت کمک کنند.

4. مطالب بدون عنوان، توسعه یافته توسط موسسه فناوری ماساچوست (MIT)


عکس: pixabay

با خواندن این مطلب، تیمی از دانشمندان MIT در حال کار برای بهبود خواص گرافن هستند. محققان گفتند که قبلاً موفق شده اند ساختار دو بعدی این ماده را به سه بعدی تبدیل کنند. ماده جدید گرافن هنوز نام خود را دریافت نکرده است، اما قبلاً مشخص شده است که چگالی آن 20 برابر کمتر از فولاد و استحکام آن 10 برابر بیشتر از فولاد است.

3. کاربین


عکس: Smokefoot

اگرچه این فقط زنجیره‌های خطی اتم‌های کربن است، اما کاربین ۲ برابر گرافن استحکام کششی دارد و ۳ برابر سخت‌تر از الماس است!

2. اصلاح ورتزیت نیترید بور


عکس: pixabay

این ماده طبیعی تازه کشف شده در طی فوران های آتشفشانی تشکیل می شود و 18 درصد سخت تر از الماس است. با این حال، در تعدادی از پارامترهای دیگر نسبت به الماس برتری دارد. نیترید بور Wurtzite یکی از تنها 2 ماده طبیعی است که در زمین یافت می شود و سخت تر از الماس است. مشکل این است که چنین نیتریدهایی در طبیعت بسیار اندک هستند و بنابراین مطالعه یا کاربرد آنها در عمل آسان نیست.

1. لونسدالیت


عکس: pixabay

لونسدالیت که به عنوان الماس شش ضلعی نیز شناخته می شود از اتم های کربن تشکیل شده است، اما در این اصلاح اتم ها کمی متفاوت قرار گرفته اند. مانند ورتزیت بور نیترید، لونسدالیت یک ماده طبیعی است که از نظر سختی بالاتر از الماس است. علاوه بر این، این ماده معدنی شگفت انگیز تا 58 درصد سخت تر از الماس است! مانند نیترید بور ورتزیت، این ترکیب بسیار نادر است. گاهی اوقات لونسدالیت در هنگام برخورد شهاب سنگ های حاوی گرافیت با زمین تشکیل می شود.

آیا می دانید کدام ماده در سیاره ما قوی ترین است؟ همه ما از دوران مدرسه می دانیم که الماس قوی ترین ماده معدنی است، اما با قوی ترین آن فاصله زیادی دارد. سختی خاصیت اصلی که ماده را مشخص می کند نیست. برخی از خواص ممکن است از خراش جلوگیری کند، در حالی که برخی دیگر ممکن است خاصیت ارتجاعی را افزایش دهند. میخواهی بیشتر بدانی؟ در اینجا رتبه بندی موادی وجود دارد که از بین بردن آنها بسیار دشوار خواهد بود.

یک نمونه کلاسیک از قدرت، که در کتاب های درسی و سرها گیر کرده است. سختی آن به این معنی است که ضد خش است. در مقیاس Mohs (مقیاس کیفی که مقاومت کانی‌های مختلف را اندازه‌گیری می‌کند)، الماس امتیاز 10 را کسب می‌کند (مقیاس از 1 تا 10 می‌شود که 10 سخت‌ترین ماده است). الماس آنقدر سخت است که برای تراش آن باید از الماس های دیگر استفاده کرد.

تار داروین که اغلب به عنوان پیچیده ترین ماده بیولوژیکی جهان نامیده می شود (اگرچه این ادعا اکنون توسط مخترعان آن مورد مناقشه قرار گرفته است)، تار داروین از فولاد قوی تر است و سفتی بیشتری نسبت به کولار دارد. وزن آن کمتر قابل توجه نیست: نخی که به اندازه کافی بلند باشد تا زمین را احاطه کند تنها 0.5 کیلوگرم وزن دارد.

این فوم مصنوعی یکی از سبک ترین است مصالح ساختمانیدر جهان. آئروگرافیت حدود 75 برابر سبک تر از فوم پلی استایرن است (اما بسیار قوی تر!). این ماده را می توان تا 30 برابر اندازه اصلی خود فشرده کرد بدون اینکه به ساختار آن آسیبی وارد شود. نکته جالب دیگر: آئروگرافیت می تواند 40000 برابر وزن خود را تحمل کند.

این ماده توسط دانشمندان کالیفرنیا ساخته شده است. شیشه میکروآلیاژی ترکیبی تقریباً عالی از استحکام و استحکام دارد. دلیل این امر این است که ساختار شیمیایی آن باعث کاهش شکنندگی شیشه می شود، اما سفتی پالادیوم را حفظ می کند.

کاربید تنگستن فوق‌العاده سخت است و از استحکام کیفی بالایی برخوردار است، اما کاملا شکننده است و به راحتی خم می‌شود.

از این ماده برای ساخت زره برای تانک های جنگی استفاده می شود. در واقع تقریباً در هر چیزی که بتواند در برابر گلوله محافظت کند استفاده می شود. دارای درجه سختی Mohs 9 و همچنین انبساط حرارتی پایینی دارد.

نیترید بور مکعبی تقریباً به قدرت الماس یک مزیت مهم دارد: در دماهای بالا در نیکل و آهن نامحلول است. به همین دلیل می توان از آن برای پردازش این عناصر (شکل های الماسی نیتریدها با آهن و نیکل در دمای بالا) استفاده کرد.

قوی ترین فیبر دنیا محسوب می شود. شاید از این واقعیت تعجب کنید: داینیما از آب سبک تر است، اما می تواند گلوله ها را متوقف کند!

آلیاژهای تیتانیوم بسیار انعطاف پذیر هستند و استحکام کششی بسیار بالایی دارند، اما سختی مشابه آلیاژهای فولادی ندارند.

Liquidmetal توسط Caltech ساخته شده است. این فلز برخلاف نامش مایع نیست و در دمای اتاق از استحکام و مقاومت بالایی در برابر سایش برخوردار است. وقتی گرم می شود آلیاژهای آمورفمی تواند شکل را تغییر دهد

این آخرین اختراع از خمیر چوب ساخته شده است، در حالی که از استحکام بیشتری نسبت به فولاد برخوردار است! و بسیار ارزان تر. بسیاری از دانشمندان نانوسلولز را جایگزین ارزانی برای شیشه پالادیوم و فیبر کربن می دانند.

قبلاً اشاره کردیم که عنکبوت‌های داروین رشته‌هایی از قوی‌ترین مواد آلی روی زمین را می‌چرخانند. با این وجود، معلوم شد که دندان‌های لیمپت حتی قوی‌تر از تارها هستند. دندان های لیمپت بسیار سخت هستند. دلیل این ویژگی های شگفت انگیز هدف است: جمع آوری جلبک ها از سطح سنگ هاو مرجان ها دانشمندان بر این باورند که در آینده می‌توانیم ساختار فیبری دندان‌های لیمپت را کپی کنیم و از آن در صنعت خودروسازی، کشتی‌ها و حتی صنعت هوانوردی استفاده کنیم.

این ماده سطح بالایی از استحکام و استحکام را بدون از دست دادن خاصیت ارتجاعی ترکیب می کند. آلیاژهای فولادی از این نوع در صنعت هوافضا و فناوری های ساخت صنعتی استفاده می شود.

اوسمیوم بسیار متراکم است. در ساخت چیزهایی که نیاز به استحکام و سختی بالایی دارند ( کنتاکت های الکتریکی، دستگیره برای راهنمایی و غیره).

کولار که در همه چیز از طبل گرفته تا جلیقه ضد گلوله استفاده می شود، مترادف با استحکام است. کولار نوعی پلاستیک است که مقاومت کششی بسیار بالایی دارد. در واقع حدود 8 برابر بزرگتر از سیم فولادی است! همچنین می تواند دمای حدود 450 درجه را تحمل کند.

پلی اتیلن با کارایی بالا یک پلاستیک واقعا بادوام است. این نخ سبک و قوی می تواند کشش باورنکردنی را تحمل کند و ده برابر قوی تر از فولاد است. مشابه کولار، Spectra نیز برای جلیقه های مقاوم بالستیک، کلاه ایمنی و خودروهای زرهی استفاده می شود.

یک ورق گرافن (یک آلوتروپ کربن) با ضخامت یک اتم، 200 برابر قوی تر از فولاد است. اگرچه گرافن شبیه سلفون است، اما واقعا شگفت انگیز است. برای سوراخ کردن یک صفحه استاندارد A1 از این ماده، یک اتوبوس مدرسه باید تعادل را روی یک مداد حفظ کند!

این فناوری نانو از لوله های کربنی ساخته شده است که 50000 برابر نازکتر از موی انسان است. این توضیح می دهد که چرا 10 برابر سبک تر از فولاد است اما 500 برابر قوی تر است.

سبک ترین فلز، ریزشبکه فلزی جهان نیز یکی از سبک ترین مواد ساختاری روی زمین است. برخی از دانشمندان ادعا می کنند که 100 برابر سبک تر از فوم پلی استایرن است! یک ماده متخلخل اما بسیار قوی است که در بسیاری از زمینه های فناوری استفاده می شود. بوئینگ به استفاده از آن در هواپیماها، عمدتاً در کف، صندلی و دیوارها اشاره کرده است.

نانولوله‌های کربنی (CNT) را می‌توان به عنوان «الیاف توخالی استوانه‌ای بدون درز» توصیف کرد که از یک صفحه مولکولی نورد شده منفرد از گرافیت خالص تشکیل شده‌اند. نتیجه یک ماده بسیار سبک است. در مقیاس نانو، نانولوله های کربنی 200 برابر فولاد استحکام دارند.

همچنین به عنوان هواژل گرافن شناخته می شود. قدرت گرافن را با سبکی غیرقابل تصور ترکیب کنید. ایروژل 7 برابر سبکتر از هوا است! این ماده باورنکردنی می تواند به طور کامل پس از فشرده سازی بیش از 90٪ بهبود یابد و می تواند تا 900 برابر وزن خود روغن جذب کند. امید است بتوان از این ماده برای پاکسازی نشت نفت استفاده کرد.

ساختمان اصلی پلی تکنیک ماساچوست

در زمان نگارش این مقاله، دانشمندان MIT بر این باورند که راز به حداکثر رساندن قدرت دو بعدی گرافن در سه بعدی را کشف کرده اند. ماده هنوز نامشخص آنها ممکن است حدود 5 درصد چگالی فولاد، اما 10 برابر استحکام داشته باشد.

علیرغم اینکه کاربین یک زنجیره از اتم است، استحکام کششی دو برابر گرافن و سه برابر سختی الماس دارد.

این ماده طبیعی در دهانه‌های آتشفشان‌های فعال تولید می‌شود و 18 درصد قوی‌تر از الماس است. این یکی از دو ماده طبیعی است که در حال حاضر سخت تر از الماس است. مشکل این است که مقدار زیادی از این ماده وجود ندارد و اکنون نمی توان با اطمینان گفت که آیا این گفته 100٪ درست است یا خیر.

این ماده که به عنوان الماس شش ضلعی نیز شناخته می شود، از اتم های کربن تشکیل شده است، اما آنها به سادگی به طور متفاوتی چیده شده اند. همراه با نیترید بور ورتزیت، یکی از دو ماده طبیعی سخت تر از الماس است. در واقع، Lonsdaleite 58٪ سخت تر است! با این حال، مانند ماده قبلی، در حجم نسبتاً کمی یافت می شود. گاهی اوقات زمانی اتفاق می افتد که شهاب سنگ های گرافیتی با سیاره زمین برخورد می کنند.

آینده نزدیک است، بنابراین تا پایان قرن بیست و یکم می توان انتظار ظهور مواد فوق العاده قوی و فوق سبکی را داشت که جایگزین کولار و الماس خواهند شد. در این میان، تنها می توان از پیشرفت فناوری های مدرن شگفت زده شد.

فرد در فعالیت های خود از کیفیت های مختلفی از مواد و مواد استفاده می کند. و قدرت و قابلیت اطمینان آنها بی اهمیت نیست. سخت ترین مواد موجود در طبیعت و آنهایی که به طور مصنوعی ایجاد شده اند در این مقاله مورد بحث قرار خواهند گرفت.

استاندارد عمومی پذیرفته شده

برای تعیین استحکام یک ماده، از مقیاس Mohs استفاده می شود - مقیاسی برای ارزیابی سختی یک ماده بر اساس واکنش آن به خراش. برای یک فرد معمولی، سخت ترین ماده الماس است. شگفت زده خواهید شد، اما این ماده معدنی تنها در جایی در جایگاه دهم در میان سخت ترین ها قرار دارد. به طور متوسط، ماده ای فوق سخت در نظر گرفته می شود که مقادیر آن بالاتر از 40 GPa باشد. علاوه بر این، هنگام شناسایی سخت ترین ماده در جهان، ماهیت منشاء آن نیز باید در نظر گرفته شود. علاوه بر این، استحکام و دوام اغلب به تأثیر عوامل خارجی بر روی آن بستگی دارد.

سخت ترین ماده روی زمین

که در این بخشبیایید به ترکیبات شیمیایی با ساختار کریستالی غیرعادی توجه کنیم که بسیار قوی تر از الماس هستند و به راحتی می توانند آن را خراش دهند. در اینجا 6 سخت ترین ماده ساخته شده توسط انسان، با کمترین سختی شروع می شود.

• نیترید کربن - بور. این یک دستاورد است شیمی مدرندارای شاخص قدرت 76 گیگا پاسکال است.
• آئروژل گرافن (آئروگرافن) ماده ای 7 برابر سبک تر از هوا است که پس از فشرده سازی 90 درصد شکل خود را بازیابی می کند. ماده ای با دوام شگفت انگیز که می تواند تا 900 برابر وزن خود مایع یا حتی روغن را جذب کند. این ماده قرار است در نشت نفت استفاده شود.
• گرافن یک اختراع منحصر به فرد و قوی ترین ماده در جهان است. بیشتر در مورد آن در زیر.
• Carbyne یک پلیمر خطی از کربن آلوتروپیک است که از آن لوله های فوق نازک (1 اتم) و فوق قوی ساخته شده است. برای مدت طولانی، هیچ کس قادر به ساخت چنین لوله ای با طول بیش از 100 اتم نبود. اما دانشمندان اتریشی از دانشگاه وین موفق به غلبه بر این مانع شدند. علاوه بر این، اگر قبلاً کاربین در مقادیر کم سنتز می شد و بسیار گران بود، امروزه می توان آن را به تن سنتز کرد. این امر افق های جدیدی را برای فناوری فضایی و موارد دیگر باز می کند.
• البور (کینگ سونگیت، کوبونیت، بورازون) یک ترکیب نانو مهندسی است که امروزه به طور گسترده در فرآوری فلزات استفاده می شود. سختی - 108 گیگا پاسکال.

• فولریت سخت ترین ماده روی زمین است، برای انسان شناخته شده استامروز. قدرت آن 310 گیگا پاسکال با این واقعیت تضمین می شود که از اتم های منفرد، بلکه از مولکول ها تشکیل شده است. این کریستال ها به راحتی الماس را مانند چاقو می خراشند که کره را خراش می دهد.

معجزه دست انسان

گرافن یکی دیگر از اختراعات بشر بر اساس تغییرات آلوتروپیک کربن است. به نظر می رسد یک لایه نازک با ضخامت یک اتم باشد، اما 200 برابر قوی تر از فولاد است و انعطاف پذیری استثنایی دارد.

در مورد گرافن است که می گویند برای سوراخ کردن آن باید یک فیل روی نوک مداد باشد. علاوه بر این، هدایت الکتریکی آن 100 برابر بیشتر از سیلیکون موجود در تراشه های کامپیوتری است. خیلی زود آزمایشگاه را ترک می کند و به شکل پنل های خورشیدی، تلفن های همراه و تراشه های کامپیوتری مدرن وارد زندگی روزمره می شود.

دو نتیجه بسیار نادر از ناهنجاری در طبیعت

ترکیبات بسیار نادری در طبیعت یافت می شوند که قدرت باورنکردنی دارند.

• نیترید بور ماده ای است که کریستال های آن شکل وورتزیت خاصی دارند. با اعمال بار، اتصالات بین اتم ها در شبکه کریستالی دوباره توزیع می شود و استحکام را تا 75 درصد افزایش می دهد. شاخص سختی - 114 گیگا پاسکال. این ماده در جریان فوران های آتشفشانی به وجود می آید و در طبیعت مقدار بسیار کمی از آن وجود دارد.
• Lonsdaleite (در عکس اصلی) ترکیبی از کربن آلوتروپیک است. این ماده در یک دهانه شهاب سنگ کشف شد و اعتقاد بر این است که از گرافیت در شرایط انفجاری تشکیل شده است. شاخص سختی - 152 گیگا پاسکال. به ندرت در طبیعت یافت می شود.

شگفتی های حیات وحش

در میان موجودات زنده روی سیاره ما کسانی هستند که چیز بسیار خاصی دارند.

• وب کائوستریس داروینی. نخی که عنکبوت داروین تولید می کند از فولاد قوی تر و از کولار سخت تر است. این شبکه ای بود که دانشمندان ناسا هنگام ساخت لباس های محافظ فضایی از آن استفاده کردند.
• دندان های نرم تنان لیمپت - ساختار فیبری آنها امروزه توسط بیونیک بررسی می شود. آنها آنقدر قوی هستند که به نرم تنان اجازه می دهند جلبک هایی را که به شکل سنگ رشد کرده اند جدا کند.

توس آهنی

یکی دیگر از معجزات طبیعت توس اشمیت است. چوب آن سخت ترین منشا بیولوژیکی است. در خاور دور در ذخیره گاه طبیعی Kedrovaya Pad رشد می کند و در کتاب قرمز ذکر شده است. استحکام قابل مقایسه با آهن و چدن. اما در عین حال در معرض خوردگی و پوسیدگی نیست.

استفاده گسترده از چوب که حتی گلوله نیز نمی تواند به آن نفوذ کند، به دلیل نادر بودن آن مانع می شود.

سخت ترین فلزات

این یک فلز آبی-سفید - کروم است. اما قدرت آن به خلوص آن بستگی دارد. در طبیعت حاوی 0.02٪ است که اصلاً کم نیست. از سنگ های سیلیکات استخراج می شود. شهاب سنگ هایی که به زمین می افتند نیز حاوی مقدار زیادی کروم هستند.

مقاوم در برابر خوردگی، مقاوم در برابر حرارت و نسوز است. کروم بخشی از بسیاری از آلیاژها (فولاد کروم، نیکروم) است که به طور گسترده در صنعت و در پوشش های تزئینی ضد خوردگی استفاده می شود.

با هم ما قوی تر هستیم

یک فلز خوب است، اما در برخی ترکیبات می توان خواص شگفت انگیزی را به آلیاژ داد.

آلیاژ فوق العاده قوی از تیتانیوم و طلا تنها ماده قوی است که نشان داده شده است که با بافت زنده سازگاری زیستی دارد. آلیاژ بتا-Ti3Au آنقدر قوی است که نمی توان آن را در هاون آسیاب کرد. امروزه مشخص است که این آینده ایمپلنت‌ها، مفاصل مصنوعی و استخوان‌های مختلف است. علاوه بر این، می توان از آن در حفاری، تجهیزات ورزشی و بسیاری از زمینه های دیگر زندگی ما استفاده کرد.

آلیاژ پالادیوم، نقره و برخی فلزات ممکن است خواص مشابهی داشته باشد. دانشمندان موسسه Caltec در حال حاضر روی این پروژه کار می کنند.

آینده با 20 دلار برای هر اسکاج

سخت ترین ماده ای که امروزه هر فرد معمولی می تواند بخرد چیست؟ فقط با 20 دلار می توانید 6 متر نوار Braeön بخرید. از سال 2017، فروش آن توسط سازنده داستین مک ویلیامز آغاز شده است. ترکیب شیمیاییو روش تولید به شدت مخفی نگه داشته می شود، اما کیفیت آن شگفت انگیز است.

مطلقاً هر چیزی را می توان با چسب محکم کرد. برای انجام این کار، باید آن را به دور قسمت های در حال بسته شدن بپیچید، آن را با فندک معمولی گرم کنید و یک ترکیب پلاستیکی به آن بدهید. فرم مورد نیازو این همه است. پس از خنک شدن، اتصال بار 1 تنی را تحمل می کند.

هم سخت و هم نرم

در سال 2017، اطلاعاتی در مورد ایجاد یک ماده شگفت انگیز - سخت ترین و نرم ترین در همان زمان - ظاهر شد. این فراماده توسط دانشمندان دانشگاه میشیگان اختراع شد. آنها موفق شدند یاد بگیرند که چگونه ساختار مواد را کنترل کنند و خواص متفاوتی از خود نشان دهند.

به عنوان مثال، هنگامی که برای ساخت اتومبیل استفاده می شود، بدنه هنگام حرکت سفت و در هنگام برخورد نرم خواهد بود. بدن انرژی تماس را جذب می کند و از مسافر محافظت می کند.

تعریف استحکام به معنای توانایی مواد در تسلیم نشدن در برابر تخریب در نتیجه تأثیر نیروها و عوامل خارجی منجر به تنش داخلی است. مواد با استحکام بالا طیف وسیعی از کاربردها را دارند. در طبیعت، نه تنها فلزات سخت و گونه های چوبی بادوام وجود دارد، بلکه موادی با مقاومت بالا نیز به صورت مصنوعی ایجاد شده اند. بسیاری از مردم مطمئن هستند که سخت ترین ماده در جهان الماس است، اما آیا این واقعا درست است؟

اطلاعات کلی:

تاریخ افتتاح: اوایل دهه 60;

کاشفان - Sladkov، Kudryavtsev، Korshak، Kasatkin.

چگالی - 1.9-2 گرم در سانتی متر مکعب.

اخیراً، دانشمندان اتریشی کار بر روی ایجاد تولید پایدار کاربین را به پایان رساندند که یک شکل آلوتروپیک کربن است که بر اساس هیبریداسیون sp-اتم‌های کربن است. شاخص های قدرت آن 40 برابر بیشتر از الماس است. اطلاعاتی در این باره در یکی از شماره های نشریه علمی منتشر شد دوره ای"مواد طبیعت".

پس از مطالعه دقیق خواص آن، دانشمندان توضیح دادند که قدرت آن با هیچ ماده ای که قبلا کشف و مطالعه شده است قابل مقایسه نیست. با این حال، فرآیند تولید با مشکلات قابل توجهی روبرو شد: ساختار کاربین از اتم های کربن جمع آوری شده در زنجیره های طولانی تشکیل می شود که در نتیجه در طول فرآیند تولید شروع به شکستن می کند.

برای از بین بردن مشکل شناسایی شده، فیزیکدانان دانشگاه دولتی وین یک پوشش محافظ ویژه ایجاد کردند که در آن کاربین سنتز می شد. لایه‌هایی از گرافن که روی هم قرار می‌گرفتند و به صورت یک قمقمه در می‌آمدند، به‌عنوان یک پوشش محافظ استفاده می‌شدند. در حالی که فیزیکدانان برای دستیابی به اشکال پایدار سخت کار می کردند، متوجه شدند که خواص الکتریکی یک ماده تحت تأثیر طول زنجیره اتمی است.

محققان یاد نگرفته‌اند که چگونه کاربین را از یک پوشش محافظ بدون آسیب استخراج کنند، بنابراین مطالعه مواد جدید ادامه دارد، دانشمندان تنها با ثبات نسبی زنجیره‌های اتمی هدایت می‌شوند.

Carbyne یک اصلاح آلوتروپیک کربن است که کمی مطالعه شده است، کاشفان آن شیمیدانان شوروی بودند: A.M. Sladkov، Yu.P. Kudryavtsev، V.V. Korshak و V.I. Kasatochkin. اطلاعات در مورد نتیجه آزمایش با توصیف همراه با جزئیاتکشف این ماده در سال 1967 در صفحات یکی از بزرگترین مجلات علمی - "گزارش های آکادمی علوم اتحاد جماهیر شوروی" ظاهر شد. بعد از 15 سال حضور در آمریکا مجله علمیساینس مقاله ای منتشر کرد که نتایج به دست آمده توسط شیمیدانان شوروی را مورد تردید قرار داد. مشخص شد که سیگنال های اختصاص داده شده به اصلاح آلوتروپیک کربن که کمی مطالعه شده است می تواند با حضور ناخالصی های سیلیکات مرتبط باشد. در طول سال ها، سیگنال های مشابهی در فضای بین ستاره ای کشف شده است.

اطلاعات کلی:

کاشفان - گیم، نووسلوف؛

هدایت حرارتی - 1 TPa.

گرافن یک اصلاح آلوتروپیک دو بعدی کربن است که در آن اتم ها به شکل یک شبکه شش ضلعی ترکیب می شوند. با وجود استحکام بالای گرافن، ضخامت لایه آن 1 اتم است.

کاشفان این ماده، فیزیکدانان روسی، آندری گیم و کنستانتین نووسلوف بودند. دانشمندان در کشور خود حمایت مالی دریافت نکردند و تصمیم گرفتند به هلند و بریتانیای بریتانیای کبیر و ایرلند شمالی نقل مکان کنند. در سال 2010 به دانشمندان جایزه نوبل اعطا شد.

روی ورقه ای از گرافن که مساحت آن برابر با یک متر مربع و ضخامت یک اتم است، اجسام تا چهار کیلوگرم را می توان آزادانه نگه داشت. گرافن علاوه بر اینکه یک ماده بسیار بادوام است، بسیار انعطاف پذیر است. در آینده، از ماده ای با چنین ویژگی هایی می توان نخ ها و سایر سازه های طناب را بافته شد که از نظر استحکام نسبت به ضخامت پایین تر نیستند. طناب فولادی. تحت شرایط خاصی، مواد کشف شده توسط فیزیکدانان روسی می تواند با آسیب به ساختار کریستالی مقابله کند.

اطلاعات کلی:

سال افتتاح: 1967;

رنگ - قهوه ای زرد؛

چگالی اندازه گیری شده - 3.2 گرم بر سانتی متر مکعب؛

سختی - 7-8 واحد در مقیاس Mohs.

ساختار لونسدالیت، کشف شده در دهانه شهاب سنگ، شبیه الماس است؛ هر دو ماده اصلاحات آلوتروپیک کربن هستند. به احتمال زیاد در اثر انفجار، گرافیت که یکی از اجزای شهاب سنگ است به لونسدالیت تبدیل شده است. در زمان کشف این ماده، دانشمندان توجهی نکردند عملکرد بالاسختی، اما ثابت شده است که اگر هیچ ناخالصی در آن نباشد، به هیچ وجه کمتر از سختی بالای الماس نخواهد بود.

اطلاعات کلی در مورد نیترید بور:

چگالی - 2.18 گرم بر سانتی متر مکعب؛

نقطه ذوب - 2973 درجه سانتیگراد؛

ساختار کریستالی - شبکه شش ضلعی؛

هدایت حرارتی - 400 W/(m×K)؛

سختی - کمتر از 10 واحد در مقیاس Mohs.

تفاوت اصلی بین نیترید بور wurtzite که ترکیبی از بور و نیتروژن است، مقاومت حرارتی و شیمیایی و مقاومت در برابر آتش است. این ماده می تواند اشکال کریستالی متفاوتی داشته باشد. به عنوان مثال، گرافیت نرم ترین، اما در عین حال پایدار است، که در زیبایی از آن استفاده می شود. ساختار اسفالریت در شبکه کریستالی شبیه الماس است، اما از نظر نرمی پایین تر است، در حالی که مقاومت شیمیایی و حرارتی بهتری دارد. چنین خواصی از نیترید بور ورتزیت امکان استفاده از آن را در تجهیزات فرآیندهای با دمای بالا فراهم می کند.

اطلاعات کلی:

سختی - 1000 H/m2;

استحکام - 4 Gn/m2.

سال کشف شیشه متالیک 1960 بود.

شیشه فلزی ماده ای با سختی بالا و ساختار نامنظم در سطح اتمی است. تفاوت اصلی ساختار شیشه متالیک با شیشه معمولی رسانایی الکتریکی بالای آن است. چنین موادی در نتیجه یک واکنش حالت جامد، سرد شدن سریع یا تابش یونی به دست می آیند. دانشمندان آموخته اند که فلزات بی شکلی را اختراع کنند که استحکام آنها 3 برابر بیشتر از آلیاژهای فولادی است.

اطلاعات کلی:

حد الاستیک - 1500 مگاپاسکال؛

KCU - 0.4-0.6 MJ/m2.

اطلاعات کلی:

قدرت ضربه KST - 0.25-0.3 MJ/m2.

حد الاستیک - 1500 مگاپاسکال؛

KCU - 0.4-0.6 MJ/m2.

فولادهای ماریجینگ آلیاژهای آهنی هستند که بدون از دست دادن شکل پذیری، مقاومت ضربه ای بالایی دارند. با وجود این ویژگی ها، مواد لبه برش را نگه نمی دارند. آلیاژهای به دست آمده از عملیات حرارتی مواد کم کربنی هستند که قدرت خود را از ترکیبات بین فلزی می گیرند. این آلیاژ حاوی نیکل، کبالت و سایر عناصر تشکیل دهنده کاربید است. این نوع فولاد با استحکام بالا و آلیاژ بالا به دلیل محتوای کربن کم در ترکیب آن، پردازش آسانی دارد. ماده ای با چنین ویژگی هایی در زمینه هوافضا کاربرد پیدا کرده است؛ از آن به عنوان پوششی برای پوشش های موشک استفاده می شود.

اوسمیوم

اطلاعات کلی:

سال افتتاح - 1803;

ساختار شبکه شش ضلعی است.

هدایت حرارتی – (300 K) (87.6) W/(m×K);

نقطه ذوب - 3306 K.

فلزی براق و سفید مایل به آبی با استحکام بالا از گروه پلاتین است. اوسمیوم دارای چگالی اتمی بالا، نسوز استثنایی، شکنندگی، استحکام بالا، سختی و مقاومت در برابر تنش های مکانیکی و نفوذ تهاجمی است. محیط، به طور گسترده در جراحی، فناوری اندازه گیری استفاده می شود، صنایع شیمیایی، میکروسکوپ الکترونی، موشک زنیو تجهیزات الکترونیکی

اطلاعات کلی:

چگالی - 1.3-2.1 تن بر متر مکعب؛

قدرت فیبر کربن 0.5-1 GPa است.

مدول الاستیسیته فیبر کربن با استحکام بالا 215 گیگا پاسکال است.

کامپوزیت های کربن-کربن موادی هستند که از یک ماتریس کربن تشکیل شده اند که به نوبه خود تقویت می شود. الیاف کربن. از ویژگی های اصلی کامپوزیت ها می توان به استحکام بالا، انعطاف پذیری و مقاومت ضربه ای اشاره کرد. ساختار مواد کامپوزیتی می تواند یک طرفه یا سه بعدی باشد. با توجه به این ویژگی ها، کامپوزیت ها به طور گسترده در زمینه های مختلف از جمله صنعت هوافضا استفاده می شوند.

اطلاعات کلی:

سال رسمی کشف عنکبوت 2010 است.

>قدرت ضربه وب 350 MJ/m3 است.

برای اولین بار، یک عنکبوت در حال بافتن تارهای عظیم در نزدیکی آفریقا، در جزیره ایالت ماداگاسکار کشف شد. این گونه از عنکبوت به طور رسمی در سال 2010 کشف شد. دانشمندان در درجه اول به تارهای بافته شده توسط بندپایان علاقه مند بودند. قطر دایره های روی نخ نگهدارنده می تواند تا دو متر برسد. قدرت وب داروین از کولار مصنوعی که در صنایع هوانوردی و خودرو استفاده می شود، بیشتر است.

اطلاعات کلی:

هدایت حرارتی - 900-2300 W/(m×K)؛

نقطه ذوب در فشار 11 GPa - 3700-4000 درجه سانتیگراد.

چگالی - 3.47-3.55 گرم بر سانتی متر مکعب؛

ضریب شکست - 2.417-2.419.

الماس که از یونانی باستان ترجمه شده است به معنای "نابودی" است، اما دانشمندان 9 عنصر دیگر را کشف کرده اند که از نظر قدرت برتر از آن هستند. علیرغم وجود بی پایان الماس در یک محیط معمولی، در دمای بالا و گاز بی اثر می تواند به گرافیت تبدیل شود. الماس عنصر استاندارد (در مقیاس Mohs) است که یکی از بالاترین مقادیر سختی را دارد. این سنگ، مانند بسیاری از سنگ های قیمتی، با درخشندگی مشخص می شود، که به آن اجازه می دهد هنگام قرار گرفتن در معرض نور خورشید درخشان شود.