Substanca më e vështirë natyrore. Materiali më i qëndrueshëm në botë është Carbin. Mrekullitë e jetës së egër
Bota rreth nesh është ende e mbushur me shumë mistere, por edhe fenomenet dhe substancat e njohura për shkencëtarët për një kohë të gjatë nuk pushojnë së mahnituri dhe kënaqësinë. Ne i admirojmë ngjyrat e ndezura, shijojmë shijet dhe përdorim vetitë e të gjitha llojeve të substancave që e bëjnë jetën tonë më të rehatshme, më të sigurt dhe më të këndshme. Në kërkimin e materialeve më të besueshme dhe më të qëndrueshme, njeriu ka bërë shumë zbulime emocionuese, dhe këtu është një përzgjedhje e vetëm 25 përbërjeve të tilla unike!
25. Diamante
Nëse jo të gjithë, atëherë pothuajse të gjithë e dinë këtë me siguri. Diamantet nuk janë vetëm një nga gurët e çmuar më të nderuar, por edhe një nga mineralet më të vështira në Tokë. Në shkallën Mohs (një shkallë fortësie që vlerëson reagimin e një minerali ndaj gërvishtjes), një diamant renditet në rreshtin 10. Ka gjithsej 10 pozicione në shkallë, dhe e 10-ta është shkalla e fundit dhe më e vështirë. Diamantet janë aq të fortë sa mund të gërvishten vetëm nga diamante të tjerë.
24. Rrjetat kapëse të llojit të merimangës Caerostris darwini
Foto: pixabay
Është e vështirë të besohet, por rrjeta e merimangës Caerostris darwini (ose merimangës së Darvinit) është më e fortë se çeliku dhe më e fortë se Kevlar. Kjo rrjetë është njohur si materiali biologjik më i vështirë në botë, megjithëse tashmë ka një konkurrent të mundshëm, por të dhënat ende nuk janë konfirmuar. Fibra e merimangës u testua për karakteristika të tilla si sforcimi në thyerje, forca në goditje, forca në tërheqje dhe moduli i Young (vetia e një materiali për t'i rezistuar shtrirjes dhe ngjeshjes gjatë deformimit elastik) dhe për të gjithë këta tregues rrjeta e merimangës u tregua në mënyrën më të mahnitshme. mënyrë. Përveç kësaj, rrjeta e merimangës Darvin është tepër e lehtë. Për shembull, nëse e mbështjellim planetin tonë me fibër Caerostris darwini, pesha e një filli kaq të gjatë do të jetë vetëm 500 gram. Rrjete kaq të gjata nuk ekzistojnë, por llogaritjet teorike janë thjesht të mahnitshme!
23. Aerografit
Foto: BrokenSphere
Kjo shkumë sintetike është një nga materialet fibroze më të lehta në botë dhe përbëhet nga një rrjet tubash karboni me diametër vetëm disa mikronë. Aerografiti është 75 herë më i lehtë se shkuma, por në të njëjtën kohë shumë më i fortë dhe më fleksibël. Mund të kompresohet deri në 30 herë madhësinë e tij origjinale pa dëmtuar strukturën e tij jashtëzakonisht elastike. Falë kësaj veçorie, shkuma e aerografit mund t'i rezistojë ngarkesave deri në 40,000 herë peshën e vet.
22. Xham metalik paladium
Foto: pixabay
Është zhvilluar një ekip shkencëtarësh nga Instituti i Teknologjisë në Kaliforni (Berkeley Lab). pamje e re xhami metalik, duke kombinuar një kombinim pothuajse ideal të forcës dhe duktilitetit. Arsyeja për veçantinë e materialit të ri qëndron në faktin se struktura e tij kimike fsheh me sukses brishtësinë e materialeve ekzistuese qelqi dhe në të njëjtën kohë ruan një prag të lartë qëndrueshmërie, gjë që në fund të fundit rrit ndjeshëm forcën e lodhjes së kësaj strukture sintetike.
21. Karbit tungsteni
Foto: pixabay
Karbidi i tungstenit është një material tepër i fortë që është shumë rezistent ndaj konsumit. NË kushte të caktuara Kjo lidhje konsiderohet shumë e brishtë, por nën ngarkesë të madhe tregon veti unike plastike, të manifestuara në formën e shiritave të rrëshqitjes. Falë të gjitha këtyre cilësive, karabit tungsteni përdoret në prodhimin e majave shpuese të armaturës dhe pajisjeve të ndryshme, duke përfshirë të gjitha llojet e prerësve, disqeve gërryes, stërvitjeve, prerëseve, pjesëve të stërvitjes dhe mjeteve të tjera prerëse.
20. Karbit silic
Foto: Tiia Monto
Karbidi i silikonit është një nga materialet kryesore që përdoret për prodhimin e tankeve të betejës. Ky përbërës është i njohur për koston e tij të ulët, refraktaritetin e jashtëzakonshëm dhe fortësinë e lartë, dhe për këtë arsye përdoret shpesh në prodhimin e pajisjeve ose pajisjeve që duhet të devijojnë plumbat, të presin ose bluajnë materiale të tjera të qëndrueshme. Karbidi i silikonit bën gërryes, gjysmëpërçues dhe madje edhe futje të shkëlqyera bizhuteri duke imituar diamante.
19. Nitridi kub i borit
Foto: Wikimedia Commons
Nitridi kub i borit është një material super i fortë, i ngjashëm në fortësi me diamantin, por gjithashtu ka një sërë avantazhesh dalluese - qëndrueshmëri në temperaturë të lartë dhe rezistencë kimike. Nitridi kub i borit nuk tretet në hekur dhe nikel edhe kur ekspozohet ndaj temperaturave të larta, ndërsa diamanti në të njëjtat kushte hyn në reaksione kimike mjaft shpejt. Kjo është në fakt e dobishme për përdorimin e saj në mjetet bluarëse industriale.
18. Polietileni me peshë molekulare ultra të lartë (UHMWPE), markë fibra Dyneema
Foto: Justsail
Polietileni me modul të lartë ka rezistencë jashtëzakonisht të lartë ndaj konsumit, koeficient të ulët të fërkimit dhe rezistencë të lartë ndaj thyerjes (besueshmëri në temperaturë të ulët). Sot konsiderohet si substanca fibroze më e fortë në botë. Gjëja më e mahnitshme për këtë polietileni është se është më i lehtë se uji dhe mund të ndalojë plumbat në të njëjtën kohë! Kabllot dhe litarët e bërë nga fibrat Dyneema nuk zhyten në ujë, nuk kërkojnë lubrifikim dhe nuk ndryshojnë vetitë e tyre kur lagen, gjë që është shumë e rëndësishme për ndërtimin e anijeve.
17. Lidhjet e titanit
Foto: Alchemist-hp (pse-mendelejew.de)
Lidhjet e titanit janë tepër duktile dhe shfaqin forcë të mahnitshme kur shtrihen. Përveç kësaj, ato kanë rezistencë të lartë ndaj nxehtësisë dhe rezistencë ndaj korrozionit, gjë që i bën ata jashtëzakonisht të dobishëm në fusha të tilla si prodhimi i avionëve, raketa, ndërtimi i anijeve, kimikatet, ushqimi dhe inxhinieria e transportit.
16. Lidhje metalike të lëngshme
Foto: pixabay
I zhvilluar në vitin 2003 në Institutin e Teknologjisë në Kaliforni, ky material është i njohur për forcën dhe qëndrueshmërinë e tij. Emri i përbërjes nënkupton diçka të brishtë dhe të lëngshme, por në temperaturën e dhomës është në të vërtetë jashtëzakonisht e fortë, rezistente ndaj konsumit, rezistente ndaj korrozionit dhe transformohet kur nxehet, si termoplastika. Fushat kryesore të aplikimit deri më tani janë në prodhimin e orëve, shufrave të golfit dhe veshjeve për telefonat celularë(Vertu, iPhone).
15. Nanoceluloza
Foto: pixabay
Nanoceluloza është e izoluar nga fibra druri dhe është një lloj i ri materiali druri që është edhe më i fortë se çeliku! Përveç kësaj, nanoceluloza është gjithashtu më e lirë. Inovacioni ka potencial të madh dhe në të ardhmen mund të bëhet një konkurrent serioz i qelqit dhe fibrave të karbonit. Zhvilluesit besojnë se ky material do të përdoret së shpejti në kërkesë të madhe në prodhimin e armaturës ushtarake, ekraneve super fleksibël, filtrave, baterive fleksibël, aerogelëve absorbues dhe biokarburanteve.
14. Dhëmbët e kërmijve limpet
Foto: pixabay
Më parë, ne ju kemi thënë tashmë për rrjetën e kapjes së merimangës Darvin, e cila dikur njihej si materiali biologjik më i fortë në planet. Megjithatë, një studim i kohëve të fundit ka treguar se lime është substanca biologjike më e qëndrueshme e njohur për shkencën. Po, këta dhëmbë janë më të fortë se rrjeta e Caerostris darwini. Dhe kjo nuk është për t'u habitur, sepse krijesat e vogla të detit ushqehen me algat që rriten në sipërfaqen e shkëmbinjve të ashpër dhe për të ndarë ushqimin nga shkëmbi, këto kafshë duhet të punojnë shumë. Shkencëtarët besojnë se në të ardhmen do të jemi në gjendje të përdorim shembullin e strukturës fibroze të dhëmbëve të detit në industrinë inxhinierike dhe të fillojmë të ndërtojmë makina, varka dhe madje edhe avionë me forcë të lartë, të frymëzuar nga shembulli i kërmijve të thjeshtë.
13. Çeliku maraging
Foto: pixabay
Çeliku maraging është një aliazh me qëndrueshmëri të lartë, me aliazh të lartë, me duktilitet dhe qëndrueshmëri të shkëlqyer. Materiali përdoret gjerësisht në shkencën e raketave dhe përdoret për të bërë të gjitha llojet e mjeteve.
12. Osmium
Foto: Periodictableru / www.periodictable.ru
Osmiumi është një element tepër i dendur dhe fortësia dhe pika e lartë e shkrirjes e bëjnë të vështirë përpunimin e tij. Kjo është arsyeja pse osmiumi përdoret aty ku qëndrueshmëria dhe forca vlerësohen më shumë. Lidhjet e osmiumit gjenden në kontaktet elektrike, raketat, predha ushtarake, implantet kirurgjikale dhe shumë aplikime të tjera.
11. Kevlar
Foto: Wikimedia Commons
Kevlar është një fibër me forcë të lartë që mund të gjendet në gomat e makinave, jastëkët e frenave, kabllot, produktet protetike dhe ortopedike, parzmoret e trupit, pëlhurat e veshjeve mbrojtëse, ndërtimin e anijeve dhe pjesë të mjeteve ajrore pa pilot. Materiali është bërë pothuajse sinonim i forcës dhe është një lloj plastik me forcë dhe elasticitet tepër të lartë. Forca në tërheqje e Kevlar është 8 herë më e lartë se ajo e telit të çelikut dhe fillon të shkrihet në një temperaturë prej 450 ℃.
10. Polietileni me densitet të lartë me peshë molekulare ultra të lartë, markë fibër Spectra
Foto: Tomas Castelazo, www.tomascastelazo.com / Wikimedia Commons
UHMWPE është në thelb një plastikë shumë e qëndrueshme. Spectra, një markë UHMWPE, është, nga ana tjetër, një fibër e lehtë me rezistencën më të lartë ndaj konsumit, 10 herë më e lartë se çeliku në këtë tregues. Ashtu si Kevlar, Spectra përdoret në prodhimin e armaturës së trupit dhe helmetave mbrojtëse. Së bashku me UHMWPE, marka Dynimo Spectrum është e njohur në industrinë e ndërtimit të anijeve dhe transportit.
9. Grafen
Foto: pixabay
Grafeni është një alotrop i karbonit dhe rrjeta e tij kristalore, e trashë vetëm një atom, është aq e fortë sa është 200 herë më e fortë se çeliku. Grafeni duket si film ushqimor, por grisja e tij është një detyrë pothuajse e pamundur. Për të shpuar një fletë grafeni, duhet të ngjisni një laps në të, mbi të cilin do të duhet të balanconi një ngarkesë që peshon një autobus të tërë shkollor. fat të mirë!
8. Letër nanotub karboni
Foto: pixabay
Falë nanoteknologjisë, shkencëtarët kanë arritur të bëjnë letër që është 50 mijë herë më e hollë se një fije floku e njeriut. Fletët e nanotubave të karbonit janë 10 herë më të lehta se çeliku, por gjëja më e mahnitshme është se ato janë deri në 500 herë më të forta se çeliku! Pllakat makroskopike nanotuba janë më premtueset për prodhimin e elektrodave superkondensator.
7. Mikrorrjet metalik
Foto: pixabay
Ky është metali më i lehtë në botë! Mikrorrjeti metalik është një material poroz sintetik që është 100 herë më i lehtë se shkuma. Por lere atë pamjen Mos u mashtroni, këto mikrorrjeta janë gjithashtu tepër të forta, duke u dhënë atyre një potencial të madh për t'u përdorur në të gjitha llojet e fushave inxhinierike. Ato mund të përdoren për të bërë amortizues të shkëlqyer dhe izolues termik, dhe aftësi e mahnitshme Ky metal tkurret dhe kthehet në gjendjen e tij origjinale, duke e lejuar atë të përdoret për të ruajtur energjinë. Mikrorrjetet metalike përdoren gjithashtu në mënyrë aktive në prodhimin e pjesëve të ndryshme për avionë kompani amerikane Boeing.
6. Nanotubat e karbonit
Foto: Përdoruesi Mstroeck / en.wikipedia
Ne kemi folur tashmë më lart për pllaka makroskopike ultra të forta të bëra nga nanotuba karboni. Por çfarë lloj materiali është ky? Në thelb këto janë aeroplanë grafeni të mbështjellë në një tub (pika e 9-të). Rezultati është një material tepër i lehtë, elastik dhe i qëndrueshëm me një gamë të gjerë aplikimesh.
5. Airbrush
Foto: Wikimedia Commons
I njohur gjithashtu si grafeni airgel, ky material është jashtëzakonisht i lehtë dhe i fortë në të njëjtën kohë. Në një formë të re xheli faza e lëngshme zëvendësohet plotësisht nga gazi, dhe ka fortësi sensacionale, rezistencë ndaj nxehtësisë, densitet të ulët dhe përçueshmëri të ulët termike. Në mënyrë të pabesueshme, aeroxheli i grafenit është 7 herë më i lehtë se ajri! Komponimi unik është në gjendje të rivendosë formën e tij origjinale edhe pas ngjeshjes 90% dhe mund të thithë një sasi vaji që është 900 herë më e madhe se pesha e aerografit që përdoret për përthithje. Ndoshta në të ardhmen kjo klasë materialesh do të ndihmojë në luftimin e fatkeqësive mjedisore si derdhjet e naftës.
4. Material pa titull, i zhvilluar nga Instituti i Teknologjisë i Massachusetts (MIT)
Foto: pixabay
Ndërsa e lexoni këtë, një ekip shkencëtarësh nga MIT po punon për të përmirësuar vetitë e grafenit. Studiuesit thanë se tashmë kanë arritur të shndërrojnë strukturën dy-dimensionale të këtij materiali në tredimensionale. Substanca e re e grafenit nuk e ka marrë ende emrin e saj, por tashmë dihet se dendësia e saj është 20 herë më e vogël se ajo e çelikut dhe forca e saj është 10 herë më e lartë se ajo e çelikut.
3. Karbina
Foto: Smokefoot
Megjithëse janë vetëm zinxhirë linearë të atomeve të karbonit, karbini ka 2 herë më shumë forcë tërheqëse se grafeni dhe është 3 herë më i fortë se diamanti!
2. Modifikimi i wurtzitit të nitridit të borit
Foto: pixabay
Kjo substancë natyrore e sapo zbuluar është formuar gjatë shpërthimeve vullkanike dhe është 18% më e fortë se diamantet. Sidoqoftë, ai është më i lartë se diamantet në një sërë parametrash të tjerë. Nitridi i borit Wurtzite është një nga vetëm 2 substancat natyrore që gjenden në Tokë që është më i fortë se diamanti. Problemi është se ka shumë pak nitride të tilla në natyrë, dhe për këtë arsye ato nuk janë të lehta për t'u studiuar ose zbatuar në praktikë.
1. Lonsdaleite
Foto: pixabay
I njohur gjithashtu si diamanti gjashtëkëndor, lonsdaleite përbëhet nga atome karboni, por në këtë modifikim atomet janë rregulluar paksa ndryshe. Ashtu si nitridi i borit të wurtzitit, lonsdaleite është një substancë natyrale më e fortë se diamanti. Për më tepër, ky mineral i mahnitshëm është deri në 58% më i fortë se diamanti! Ashtu si nitridi i borit wurtzite, ky përbërës është jashtëzakonisht i rrallë. Ndonjëherë lonsdaleite formohet gjatë përplasjes së meteoritëve që përmbajnë grafit me Tokën.
Studiuesit amerikanë nga Universiteti Indiana në Bloomington arritën të identifikojnë një substancë që mund të jetë më e qëndrueshme në Univers. Kjo substancë u zbulua në yjet neutronike. Për shkak të formës së saj specifike, studiuesit e quajtën atë "pastë bërthamore".
Sipas teorisë së shkencëtarëve, ky material formohet rreth një kilometër nën sipërfaqen e një ylli neutron: bërthamat atomike janë të ngjeshura aq afër sa që bashkohen në tufa materies, një përzierje e dendur neutronesh dhe protonesh. Zakonisht janë në formën e pikave, tubave ose fletëve. Më thellë akoma në një yll neutron, materia bërthamore merr plotësisht kontrollin dhe formohet një bërthamë e madhe atomike.
Në procesin e modelimit kompjuterik, ekspertët vlerësuan forcën që duhet shpenzuar për të shtrirë "pastën bërthamore". Doli se kjo substancë është më e fortë se çdo substancë tjetër e njohur në Univers. Fizikanët ende po përpiqen të gjejnë prova reale të ekzistencës së pastës bërthamore. Yjet neutron priren të rrotullohen shumë shpejt dhe, si rezultat, mund të lëshojnë valëzime në hapësirë - valë gravitacionale - që ndërhyjnë në studimin e materialeve që përbëjnë yjet.
Një mënyrë se si udhëzohen shkencëtarët është duke i përqendruar kërkimet e tyre në strukturat e brendshme të yjeve, të cilat mund të mbështesin ekzistencën e maleve në sipërfaqen e këtyre trupave qiellorë. Për shkak të gravitetit të fortë, lartësia e maleve zakonisht nuk është më shumë se disa centimetra, por "pasta bërthamore" mund të kontribuojë në shfaqjen e parregullsive më të mëdha disa dhjetëra centimetra të larta.
Një hartë e botës është një gjë e zakonshme për ne - që nga shkolla, ne dimë gjithçka për klimën, ndarjen në zona dhe vendndodhjen e një vendi të caktuar. Por kohët e fundit, shkencëtarët britanikë nga Universiteti i Plymouth bënë një zbulim që në thelb do të detyrojë tekstet shkollore të rishkruhen.
Materialet e qëndrueshme kanë një gamë të gjerë përdorimesh. Nuk është vetëm metali më i fortë, por edhe druri më i fortë dhe më i qëndrueshëm, si dhe materialet më të qëndrueshme të krijuara artificialisht.
Ku përdoren materialet më të qëndrueshme?
Materialet e rënda përdoren në shumë fusha të jetës. Kështu, kimistët në Irlandë dhe Amerikë kanë zhvilluar një teknologji me të cilën prodhohet fibra tekstili të qëndrueshme. Një fije e këtij materiali ka një diametër prej pesëdhjetë mikrometrash. Ai është krijuar nga dhjetëra miliona nanotuba, të cilët janë të lidhur së bashku duke përdorur një polimer.Forca në tërheqje e kësaj fije përçuese elektrike është tre herë më e lartë se ajo e rrjetës së një merimange që thurin rruzull. Materiali që rezulton përdoret për të bërë forca të blinduara trupore ultra të lehta dhe pajisje sportive. Emri i një materiali tjetër të qëndrueshëm është ONNEX, i krijuar me urdhër të Departamentit të Mbrojtjes së SHBA. Përveç përdorimit të tij në prodhimin e armaturës së trupit, materiali i ri mund të përdoret gjithashtu në sistemet e kontrollit të fluturimit, sensorë dhe motorë.
Ekziston një teknologji e zhvilluar nga shkencëtarët, falë së cilës materiale të forta, të forta, transparente dhe të lehta fitohen përmes transformimit të aerogeleve. Bazuar në to, është e mundur të prodhohen forca të blinduara të lehta, forca të blinduara për tanke dhe materiale ndërtimi të qëndrueshme.
Shkencëtarët e Novosibirskut kanë shpikur një reaktor plazmatik të një parimi të ri, falë të cilit është e mundur të prodhohet nanotubuleni, një material artificial super i fortë. Ky material u zbulua njëzet vjet më parë. Është një masë me konsistencë elastike. Ai përbëhet nga plekse që nuk mund të shihen me sy të lirë. Trashësia e mureve të këtyre pleksuseve është një atom.
Fakti që atomet duket se janë të folezuar në njëri-tjetrin sipas parimit të "kukullës ruse" e bën nanotubulenin materialin më të qëndrueshëm nga të gjithë të njohurit. Kur ky material i shtohet betonit, metalit dhe plastikës, forca dhe përçueshmëria e tyre elektrike rriten ndjeshëm. Nanotubuleni do të ndihmojë që makinat dhe avionët të jenë më të qëndrueshëm. Nëse materiali i ri vjen në prodhim të gjerë, atëherë rrugët, shtëpitë dhe pajisjet mund të bëhen shumë të qëndrueshme. Do të jetë shumë e vështirë për t'i shkatërruar ato. Nanotubuleni ende nuk është futur në prodhim të gjerë për shkak të kostos së tij shumë të lartë. Sidoqoftë, shkencëtarët e Novosibirsk arritën të ulin ndjeshëm koston e këtij materiali. Tani nanotubuleni mund të prodhohet jo në kilogramë, por në ton.
Metali më i fortë
Ndër të gjitha metalet e njohura, kromi është më i fortë, por ngurtësia e tij varet kryesisht nga pastërtia e tij. Karakteristikat e tij janë rezistenca ndaj korrozionit, rezistenca ndaj nxehtësisë dhe refraktariteti. Kromi është një metal me një nuancë të bardhë-blu. Fortësia e tij Brinell është 70-90 kgf/cm2. Vetë pika e shkrirjes metal i fortë– një mijë e nëntëqind e shtatë gradë Celsius me dendësi shtatë mijë e dyqind kg/m3. Ky metal gjendet në koren e tokës në masën 0,02 për qind, që është domethënëse. Zakonisht gjendet në formën e mineralit të hekurit të kromit. Kromi nxirret nga shkëmbinjtë silikat. 
Ky metal përdoret në industri, shkrirjen e çelikut të kromit, nikromit, etj. Përdoret për veshje kundër korrozionit dhe dekorative. Meteoritët prej guri që bien në Tokë janë shumë të pasur me krom.
Pema më e qëndrueshme
Ka dru që është më i fortë se gize dhe mund të krahasohet me forcën e hekurit. E kemi fjalën për “Bishtën e Schmidt”. Quhet edhe thupër e hekurt. Njeriu nuk njeh pemë më të fortë se kjo. Ajo u zbulua nga një botanist rus i quajtur Schmidt ndërsa ishte në Lindjen e Largët. 
Druri është një herë e gjysmë më i fortë se gize dhe forca e përkuljes së tij është afërsisht e barabartë me atë të hekurit. Për shkak të këtyre vetive, thupra e hekurit ndonjëherë mund të zëvendësojë metalin, sepse ky dru nuk i nënshtrohet korrozionit dhe kalbjes. Trupi i një anijeje të bërë nga thupër hekuri nuk ka nevojë as të lyhet, anija nuk do të shkatërrohet nga korrozioni, dhe gjithashtu nuk ka frikë nga acidet.
Një thupër e Schmidt nuk mund të shpohet nga një plumb; Nga të gjitha thuprat në planetin tonë, thupra e hekurt është më jetëgjatësia - jeton për katërqind vjet. Habitati i tij është Rezerva Natyrore Kedrovaya Pad. Kjo është një specie e rrallë e mbrojtur që është e shënuar në Librin e Kuq. Nëse nuk do të ishte një gjë e tillë e rrallë, druri ultra i fortë i kësaj peme mund të përdorej kudo.
Por pemët më të larta në botë, drurët e kuq, nuk janë materiale shumë të qëndrueshme.
Materiali më i fortë në univers
Materiali më i qëndrueshëm dhe në të njëjtën kohë më i lehtë në Universin tonë është grafeni. Kjo është një pllakë karboni, trashësia e së cilës është vetëm një atom, por është më e fortë se diamanti, dhe përçueshmëria elektrike është njëqind herë më e lartë se silikoni i çipave kompjuterikë. 
Grafeni së shpejti do të largohet nga laboratorët shkencorë. Të gjitha shkencëtarët botërorë sot flasin për vetitë e tij unike. Pra, disa gramë material do të mjaftojnë për të mbuluar një fushë të tërë futbolli. Grafeni është shumë fleksibël dhe mund të paloset, përkulet ose rrotullohet.
Fushat e mundshme të përdorimit të tij: panele diellore, celularë, ekrane me prekje, çipa kompjuteri super të shpejtë.
Regjistrohu në kanalin tonë në Yandex.Zen
Emërtimi i substancës më të vështirë në botë nuk është aq i thjeshtë sa mund të duket në fillim. Fakti është se ngurtësia e materialeve mund të ndryshojë në varësi të disa faktorët e jashtëm. Në veçanti, ajo, çuditërisht, mund të rezultojë e ndryshme kur ndryshon ngarkesa e aplikuar.
Për shumë vite, diamanti konsiderohej standardi i ngurtësisë. Megjithatë, pse u konsiderua? Në botën e materialeve, ngurtësia e tij mbetet ende standardi. Çdo gjë që është inferiore ndaj diamantit në fortësi, por i afrohet atij në këtë tregues, quhet super e fortë. Dhe substancat që janë më të forta se diamanti mbajnë titullin krenar "ultra të qëndrueshme".
Dhe këtu shumë lexues mund të dyshojnë. Në fund të fundit, jo shumë kohë më parë, edhe në shkolla, ata mësuan se nuk ka asgjë më të vështirë se një diamant në natyrë, dhe shumë njerëz e kujtuan këtë të vërtetë. Por të gjitha të vërtetat janë relative, siç thonë filozofët. Informacioni për "diamantin më të fortë" gjithashtu ka pësuar ndryshime në kohën tonë.
Pra, çfarë është më e vështirë se diamanti?
Le të fillojmë me faktin se diamantet ndryshojnë edhe në fortësi. Fortësia e materialeve matet në gigapascals (GPa). Pra, për diamante të ndryshëm ky tregues mund të ndryshojë nga 70 në 150 GPa. Dakord, përhapja është mjaft domethënëse! Kufiri i sipërm i forcës i përket të ashtuquajturve diamant të zi, "carbonado". Në formën e tyre natyrore, ato gjenden në sasi jashtëzakonisht të vogla në Brazil dhe Afrikën e Jugut.
Nëse një diamant "i rregullt" përbëhet nga një kristal, atëherë një karbonado përbëhet nga sasi e madhe kristalet e karbonit, ndërmjet të cilëve ka zbrazëti. Është vërtetuar se këto diamante formohen jo në presione të larta, por në ato të zakonshme, dhe ato gjenden vetëm në sipërfaqen e Tokës. Një teori e zakonshme është se karbonados u sollën në planetin tonë nga një asteroid që rezulton nga një shpërthim supernova.
Pra, karbonado është dukshëm më e vështirë se një diamant "i rregullt", por gjithsesi është një diamant. Dhe ka substanca që nuk janë aspak diamante, por janë më të forta se ato, madje edhe më të forta se karbonado. Këtu janë ata:
- fullerite;
- lonsdaleite;
- wurtzide nitrid bori.
Ky është një material krejtësisht artificial që nuk gjendet në natyrë. Fortësia e tij vlerësohet në 310 GPa. Një "laps" i bërë nga ky material do të gërvisht me lehtësi një pjatë diamanti. Fulleritet përbëhen nga molekula fullerene, të sintetizuara në 1985. Për këtë zbulim, autorët e tij morën, meqë ra fjala, Çmimin Nobel në Kimi!
Është interesante se për një kohë të gjatë fulleriti ishte një substancë tepër e shtrenjtë dhe e rrallë, sepse sinteza e tij kërkon presione të larta monstruoze. Por disa vite më parë, fizikanët rusë, në bashkëpunim me ata francezë, arritën ta kapërcejnë këtë pengesë. Tani substanca tashmë mund të krijohet në kushte relativisht të thjeshta.
Kjo substancë quhet "diamanti gjashtëkëndor" sepse përbëhet nga grafiti, vetëm i ndryshuar. Në natyrë, ai gjendet shumë rrallë në krateret e meteoritëve, por atje fortësia e tij është edhe më e ulët se ajo e karbonados. Bëhet fjalë për papastërtitë që janë domosdoshmërisht të pranishme në mostrat natyrore të lonsdaleite.
Në mënyrë që kjo substancë të shpëtojë nga papastërtitë dhe të marrë fortësinë e saj maksimale, duhet të jetë në prani të presionit të madh. Fortësia e lonsdaleitit "të pastër" vlerësohet në 170 - 220 GPa.
Jo të gjithë shkencëtarët besojnë se është më i vështirë se diamanti. Me fjalë të tjera, vendi i tij i tretë është ende i diskutueshëm. Fakti është se në gjendjen e tij normale, nitridi i borit, megjithëse shumë i fortë, nuk është ende një substancë ultra e fortë, por një substancë super e fortë.
Gjithçka ndryshon kur mbi strukturën e saj fillon të ushtrohet presion. Lidhjet atomike të kësaj substance janë të rregulluara në atë mënyrë që kur presioni rritet, ato "rirregullohen" dhe atëherë nitridi i borit bëhet më i fortë se diamanti!
Kështu, duke përcaktuar substancën më të fortë në botë, u njohëm me substanca interesante dhe në të njëjtën kohë u hoqëm nga miti i zakonshëm për "diamantin më të fortë".
A e dini se cili material në planetin tonë konsiderohet më i forti? Të gjithë e dimë nga shkolla se diamanti është minerali më i fortë, por është larg nga më i forti. Fortësia nuk është vetia kryesore që karakterizon materien. Disa veti mund të parandalojnë gërvishtjet, ndërsa të tjera mund të nxisin elasticitetin. Dëshironi të dini më shumë? Këtu është një vlerësim i materialeve që do të jenë shumë të vështira për t'u shkatërruar.
Diamanti në gjithë lavdinë e tijNjë shembull klasik i forcës, i mbërthyer në tekste dhe koka. Fortësia e tij do të thotë se është rezistent ndaj gërvishtjeve. Në shkallën Mohs (një shkallë cilësore që mat rezistencën e mineraleve të ndryshme), diamanti vlerësohet me 10 (shkalla shkon nga 1 në 10, ku 10 është substanca më e fortë). Diamanti është aq i fortë sa për prerjen e tij duhen përdorur diamante të tjerë.
Një rrjet që mund të ndalojë një airbus Shpesh përmendet si substanca biologjike më komplekse në botë (edhe pse ky pretendim tani kundërshtohet nga shpikësit e tij), rrjeta e Darvinit është më e fortë se çeliku dhe ka më shumë ngurtësi se Kevlar. Pesha e tij nuk është më pak e jashtëzakonshme: një fije e gjatë sa të rrethojë Tokën peshon vetëm 0,5 kg.
Aerografit në një paketë të rregullt Kjo shkumë sintetike është një nga më të lehtat materialet e ndërtimit në botë. Aerografiti është rreth 75 herë më i lehtë se shkuma e polistirenit (por shumë më i fortë!). Ky material mund të kompresohet deri në 30 herë madhësinë e tij origjinale pa dëmtuar strukturën e tij. Një tjetër pikë interesante: aerografiti mund të mbajë 40,000 herë peshën e tij.
Xhami gjatë një testi përplasjeje Kjo substancë u zhvillua nga shkencëtarët në Kaliforni. Xhami me mikroaliazh ka një kombinim pothuajse të përsosur të ngurtësisë dhe forcës. Arsyeja për këtë është se struktura e tij kimike zvogëlon brishtësinë e qelqit, por ruan ngurtësinë e paladiumit.
Stërvitja e tungstenit Karbidi i tungstenit është tepër i fortë dhe ka ngurtësi cilësisht të lartë, por është mjaft i brishtë dhe mund të përkulet lehtësisht.
Karbidi i silikonit në formë kristalesh Ky material përdoret për të krijuar forca të blinduara për tanke luftarake. Në fakt, përdoret pothuajse në çdo gjë që mund të mbrojë kundër plumbave. Ka një vlerësim të fortësisë Mohs prej 9 dhe gjithashtu ka zgjerim të ulët termik.
Struktura molekulare e nitridit të borit Po aq i fortë sa diamanti, nitridi kub i borit ka një avantazh të rëndësishëm: është i pazgjidhshëm në nikel dhe hekur në temperatura të larta. Për këtë arsye, ai mund të përdoret për përpunimin e këtyre elementeve (forma diamanti të nitrideve me hekur dhe nikel në temperatura të larta).
Kabllo Dyneema Konsiderohet si fibra më e fortë në botë. Mund të habiteni nga ky fakt: Dainima është më e lehtë se uji, por mund të ndalojë plumbat!
Tub aliazh Lidhjet e titanit janë jashtëzakonisht fleksibël dhe kanë forcë tërheqëse shumë të lartë, por nuk kanë të njëjtën ngurtësi si lidhjet e çelikut.
Metalet amorfe e ndryshojnë formën lehtësisht Liquidmetal u zhvillua nga Caltech. Pavarësisht emrit, ky metal nuk është i lëngshëm dhe në temperaturën e dhomës ka një nivel të lartë të forcës dhe rezistencës ndaj konsumit. Kur nxehen, lidhjet amorfe mund të ndryshojnë formën.
Letra e ardhshme mund të jetë më e vështirë se diamantet Kjo shpikje e re është bërë nga tul druri dhe është më e fortë se çeliku! Dhe shumë më lirë. Shumë shkencëtarë e konsiderojnë nanocelulozën si një alternativë të lirë ndaj qelqit paladium dhe fibrës së karbonit.
guaskë disk Ne përmendëm më herët se merimangat e Darvinit rrotullojnë fijet e disa prej materialeve organike më të forta në Tokë. Gjithsesi, dhëmbët e limbetit doli të ishin edhe më të fortë se rrjetat. Dhëmbët limpet janë jashtëzakonisht të fortë. Arsyeja për këto karakteristika mahnitëse është qëllimi: mbledhja e algave nga sipërfaqja e shkëmbinjve dhe koraleve. Shkencëtarët besojnë se në të ardhmen ne mund të kopjojmë strukturën fibroze të dhëmbëve të limpet dhe ta përdorim atë në industrinë e automobilave, anijeve dhe madje edhe në industrinë e aviacionit.
Një fazë rakete në të cilën shumë komponentë përmbajnë çeliqe maraging Kjo substancë kombinon një nivel të lartë të forcës dhe ngurtësisë pa humbje të elasticitetit. Lidhjet e çelikut të këtij lloji përdoren në teknologjitë e prodhimit të hapësirës ajrore dhe industriale.
Kristal osmiumi Osmiumi është jashtëzakonisht i dendur. Përdoret në prodhimin e gjërave që kërkojnë një nivel të lartë të forcës dhe fortësisë (kontaktet elektrike, dorezat e majave, etj.).
Helmeta Kevlar ndaloi një plumb I përdorur në çdo gjë, nga bateritë te jelekët antiplumb, Kevlar është sinonim i qëndrueshmërisë. Kevlar është një lloj plastik që ka rezistencë jashtëzakonisht të lartë në tërheqje. Në fakt, është rreth 8 herë më i madh se teli i çelikut! Mund të përballojë edhe temperaturat rreth 450℃.
Tuba spektrash Polietileni me performancë të lartë është një plastikë vërtet e qëndrueshme. Kjo fije e lehtë dhe e fortë mund t'i rezistojë tensionit të jashtëzakonshëm dhe është dhjetë herë më e fortë se çeliku. Ngjashëm me Kevlar, Spectra përdoret gjithashtu për jelekët, helmetat dhe automjetet e blinduara rezistente balistike.
Ekran fleksibël grafeni Një fletë grafeni (një alotrop karboni) me trashësi një atom është 200 herë më e fortë se çeliku. Edhe pse grafeni duket si celofan, ai është vërtet i mahnitshëm. Do të duhej një autobus shkolle të balanconte me laps për të shpuar një fletë standarde A1 të këtij materiali!
Teknologji e re, të aftë për të revolucionarizuar kuptimin tonë të forcës Kjo nanoteknologji është bërë nga tuba karboni që janë 50,000 herë më të hollë se flokët e njeriut. Kjo shpjegon pse është 10 herë më i lehtë se çeliku, por 500 herë më i fortë.
aliazhet e mikrogrlatave përdoren rregullisht në satelitë Mikrorrjeta metalike më e lehtë në botë është gjithashtu një nga materialet strukturore më të lehta në Tokë. Disa shkencëtarë pretendojnë se është 100 herë më e lehtë se shkuma e polistirenit! Një material poroz por jashtëzakonisht i fortë, përdoret në shumë fusha të teknologjisë. Boeing ka përmendur përdorimin e tij në avionë, kryesisht në dysheme, ndenjëse dhe mure.
Modeli i nanotubit Nanotubat e karbonit (CNTs) mund të përshkruhen si "fibra të zbrazëta cilindrike pa tela" që përbëhen nga një fletë e vetme molekulare e mbështjellë e grafitit të pastër. Rezultati është një material shumë i lehtë. Në shkallën nano, nanotubat e karbonit kanë 200 herë më të fortë se çeliku.
Furça e ajrit fantastik është e vështirë edhe të përshkruhet! Gjithashtu i njohur si grafeni airgel. Imagjinoni forcën e grafenit të kombinuar me lehtësinë e paimagjinueshme. Aeroxheli është 7 herë më i lehtë se ajri! Ky material i jashtëzakonshëm mund të rikuperohet plotësisht nga mbi 90% ngjeshje dhe mund të thithë deri në 900 herë peshën e tij në vaj. Shpresohet se ky material mund të përdoret për të pastruar derdhjet e naftës.
Ndërtesa kryesore politeknike e Massachusetts
Në kohën e këtij shkrimi, shkencëtarët në MIT besojnë se kanë zbuluar sekretin për të maksimizuar forcën 2D të grafenit në 3D. Substanca e tyre ende e paemëruar mund të ketë rreth 5% densitet të çelikut, por 10 herë më të fortë.
Struktura molekulare e karbinit Pavarësisht se është një zinxhir i vetëm atomesh, karbini ka dyfishin e forcës në tërheqje të grafenit dhe tre herë më të fortë se diamanti.
vendlindja e nitridit të borit Kjo substancë natyrale prodhohet në krateret e vullkaneve aktive dhe është 18% më e fortë se diamanti. Është një nga dy substancat natyrale që aktualisht janë më të forta se diamantet. Problemi është se nuk ka shumë nga kjo substancë, dhe tani është e vështirë të thuhet me siguri nëse kjo deklaratë është 100% e vërtetë.
Meteoritet janë burimet kryesore të lonsdaleitit I njohur edhe si diamant gjashtëkëndor, kjo substancë përbëhet nga atome karboni, por ato thjesht janë të renditura ndryshe. Së bashku me nitridin e borit të wurtzitit, ai është një nga dy substancat natyrore më të vështira se diamanti. Në fakt, Lonsdaleite është 58% më i vështirë! Megjithatë, si me substancën e mëparshme, ajo gjendet në vëllime relativisht të vogla. Ndonjëherë ndodh kur meteoritët e grafit përplasen me planetin Tokë.
E ardhmja është pothuajse afër, kështu që nga fundi i shekullit të 21-të mund të presim shfaqjen e materialeve ultra të forta dhe ultra të lehta që do të zëvendësojnë Kevlar-in dhe diamantet. Ndërkohë, mund të habitemi vetëm me zhvillimin e teknologjive moderne.
