สารธรรมชาติที่แข็งที่สุด วัสดุที่ทนทานที่สุดในโลกคือ Carbin สิ่งมหัศจรรย์ของสัตว์ป่า

โลกรอบตัวเรายังเต็มไปด้วยความลึกลับมากมาย แต่แม้แต่ปรากฏการณ์และสสารที่นักวิทยาศาสตร์รู้จักมาเป็นเวลานานก็ไม่เคยหยุดที่จะประหลาดใจและยินดี เราชื่นชมสีสันสดใส เพลิดเพลินกับรสนิยม และใช้คุณสมบัติของสารทุกชนิดที่ทำให้ชีวิตของเราสะดวกสบายมากขึ้น ปลอดภัยขึ้น และสนุกสนานมากขึ้น ในการค้นหาวัสดุที่เชื่อถือได้และทนทานที่สุด มนุษย์ได้ค้นพบสิ่งที่น่าตื่นเต้นมากมาย และนี่คือสารประกอบที่มีเอกลักษณ์เฉพาะดังกล่าวเพียง 25 ชนิดเท่านั้น!

25. เพชร

ถ้าไม่ใช่ทุกคนก็เกือบทุกคนรู้เรื่องนี้อย่างแน่นอน เพชรไม่เพียงแต่เป็นหนึ่งในอัญมณีที่ได้รับการยกย่องมากที่สุด แต่ยังเป็นหนึ่งในแร่ธาตุที่แข็งที่สุดในโลกอีกด้วย ในระดับ Mohs (ระดับความแข็งที่ประเมินปฏิกิริยาของแร่ต่อการขีดข่วน) เพชรจะแสดงอยู่ที่บรรทัดที่ 10 ระดับนี้มีทั้งหมด 10 ตำแหน่ง และอันดับที่ 10 เป็นระดับสุดท้ายและยากที่สุด เพชรนั้นแข็งมากจนสามารถขูดขีดได้ด้วยเพชรอื่นเท่านั้น

24. การจับใยแมงมุมสายพันธุ์ Caerostris darwini


ภาพถ่าย: “Pixabay”

ยากที่จะเชื่อ แต่ใยของแมงมุม Caerostris darwini (หรือแมงมุมของดาร์วิน) นั้นแข็งแกร่งกว่าเหล็กและแข็งกว่าเคฟลาร์ เว็บนี้ได้รับการยอมรับว่าเป็นวัสดุทางชีวภาพที่แข็งที่สุดในโลก แม้ว่าตอนนี้จะมีคู่แข่งที่มีศักยภาพแล้ว แต่ข้อมูลยังไม่ได้รับการยืนยัน ใยแมงมุมได้รับการทดสอบสำหรับคุณลักษณะต่างๆ เช่น ความเครียดจากการแตกหัก แรงกระแทก ความต้านทานแรงดึง และโมดูลัสของ Young (คุณสมบัติของวัสดุในการต้านทานการยืดตัวและแรงอัดในระหว่างการเปลี่ยนรูปแบบยืดหยุ่น) และจากตัวชี้วัดทั้งหมดนี้ ใยแมงมุมได้แสดงให้เห็นอย่างน่าทึ่งที่สุด ทาง. นอกจากนี้ใยแมงมุมของดาร์วินยังมีน้ำหนักเบาอย่างไม่น่าเชื่อ ตัวอย่างเช่น ถ้าเราพันโลกของเราด้วยเส้นใย Caerostris darwini น้ำหนักของด้ายยาวดังกล่าวจะอยู่ที่ 500 กรัมเท่านั้น ไม่มีเครือข่ายที่ยาวเช่นนี้ แต่การคำนวณทางทฤษฎีนั้นน่าทึ่งมาก!

23. แอโรกราไฟท์


ภาพถ่าย: “BrokenSphere”

โฟมสังเคราะห์นี้เป็นหนึ่งในวัสดุเส้นใยที่เบาที่สุดในโลก และประกอบด้วยเครือข่ายของท่อคาร์บอนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเพียงไม่กี่ไมครอน แอโรกราไฟต์เบากว่าโฟมถึง 75 เท่า แต่ในขณะเดียวกันก็แข็งแกร่งและยืดหยุ่นกว่ามาก สามารถบีบอัดได้ถึง 30 เท่าของขนาดเดิม โดยไม่เป็นอันตรายต่อโครงสร้างที่ยืดหยุ่นอย่างยิ่ง ด้วยคุณสมบัตินี้ โฟมแอร์กราไฟต์จึงสามารถรับน้ำหนักได้มากถึง 40,000 เท่าของน้ำหนักตัวมันเอง

22. แก้วโลหะแพลเลเดียม


ภาพถ่าย: “Pixabay”

ทีมนักวิทยาศาสตร์จากสถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย (Berkeley Lab) ได้พัฒนา รูปลักษณ์ใหม่แก้วโลหะผสมผสานความแข็งแกร่งและความเหนียวเข้าด้วยกันได้อย่างลงตัว เหตุผลของความเป็นเอกลักษณ์ของวัสดุใหม่นั้นอยู่ที่โครงสร้างทางเคมีสามารถซ่อนความเปราะบางของวัสดุที่เป็นแก้วที่มีอยู่ได้สำเร็จ และในขณะเดียวกันก็รักษาเกณฑ์ความทนทานที่สูง ซึ่งท้ายที่สุดจะช่วยเพิ่มความแข็งแรงเมื่อยล้าของโครงสร้างสังเคราะห์นี้อย่างมีนัยสำคัญ

21. ทังสเตนคาร์ไบด์


ภาพถ่าย: “Pixabay”

ทังสเตนคาร์ไบด์เป็นวัสดุที่มีความแข็งอย่างไม่น่าเชื่อและมีความทนทานต่อการสึกหรอสูง ใน เงื่อนไขบางประการการเชื่อมต่อนี้ถือว่าเปราะบางมาก แต่ภายใต้การรับน้ำหนักมาก การเชื่อมต่อนี้จะแสดงคุณสมบัติของพลาสติกที่เป็นเอกลักษณ์ โดยแสดงออกมาในรูปแบบของแถบสลิป ด้วยคุณสมบัติทั้งหมดนี้ ทังสเตนคาร์ไบด์จึงถูกนำมาใช้ในการผลิตปลายเจาะเกราะและอุปกรณ์ต่างๆ รวมถึงคัตเตอร์ทุกชนิด แผ่นขัด สว่าน คัตเตอร์ ดอกสว่าน และเครื่องมือตัดอื่นๆ

20. ซิลิคอนคาร์ไบด์


ภาพถ่าย: “Tia Monto”

ซิลิคอนคาร์ไบด์เป็นหนึ่งในวัสดุหลักที่ใช้ในการผลิตรถถังต่อสู้ สารประกอบนี้ขึ้นชื่อในด้านต้นทุนที่ต่ำ มีการหักเหของแสงที่โดดเด่น และมีความแข็งสูง จึงมักใช้ในการผลิตอุปกรณ์หรือเกียร์ที่ต้องเบนกระสุน ตัด หรือบดวัสดุที่ทนทานอื่นๆ ซิลิคอนคาร์ไบด์สร้างสารกัดกร่อน สารกึ่งตัวนำ และแม้แต่เม็ดมีดเข้าไปได้อย่างดีเยี่ยม เครื่องประดับเลียนแบบเพชร

19. ลูกบาศก์โบรอนไนไตรด์


ภาพ: วิกิพีเดียคอมมอนส์

คิวบิกโบรอนไนไตรด์เป็นวัสดุที่มีความแข็งเป็นพิเศษ มีความแข็งใกล้เคียงกับเพชร แต่ก็มีข้อดีที่โดดเด่นหลายประการ เช่น ความเสถียรที่อุณหภูมิสูงและทนต่อสารเคมี คิวบิกโบรอนไนไตรด์ไม่ละลายในเหล็กและนิกเกิลแม้ว่าจะสัมผัสกับอุณหภูมิสูง ในขณะที่เพชรภายใต้สภาวะเดียวกันจะเกิดปฏิกิริยาเคมีค่อนข้างเร็ว นี่เป็นประโยชน์อย่างแท้จริงสำหรับการใช้ในเครื่องมือบดทางอุตสาหกรรม

18. โพลีเอทิลีนน้ำหนักโมเลกุลสูงพิเศษ (UHMWPE) ตรา Dyneema ไฟเบอร์


ภาพถ่าย: “Justsail”

โพลีเอทิลีนโมดูลัสสูงมีความต้านทานการสึกหรอสูงมาก ค่าสัมประสิทธิ์การเสียดสีต่ำ และความทนทานต่อการแตกหักสูง (ความน่าเชื่อถือที่อุณหภูมิต่ำ) ปัจจุบันถือเป็นสารเส้นใยที่แข็งแกร่งที่สุดในโลก สิ่งที่น่าทึ่งที่สุดเกี่ยวกับโพลีเอทิลีนนี้คือ มันเบากว่าน้ำและสามารถหยุดกระสุนได้ในเวลาเดียวกัน! สายเคเบิลและเชือกที่ทำจากเส้นใย Dyneema ไม่ต้องจมน้ำ ไม่ต้องใช้สารหล่อลื่น และไม่เปลี่ยนแปลงคุณสมบัติเมื่อเปียก ซึ่งสำคัญมากสำหรับการต่อเรือ

17. โลหะผสมไทเทเนียม


ภาพถ่าย: “Alchemist-hp (pse-mendelejew.de)”

โลหะผสมไทเทเนียมมีความเหนียวอย่างไม่น่าเชื่อและมีความแข็งแรงอย่างน่าทึ่งเมื่อถูกยืดออก นอกจากนี้ ยังมีความต้านทานความร้อนและการกัดกร่อนสูง ซึ่งทำให้มีประโยชน์อย่างยิ่งในด้านต่างๆ เช่น การผลิตเครื่องบิน จรวด การต่อเรือ เคมี อาหาร และวิศวกรรมการขนส่ง

16. โลหะผสมเหลว


ภาพถ่าย: “Pixabay”

วัสดุนี้พัฒนาขึ้นในปี 2003 ที่สถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย โดยมีชื่อเสียงในด้านความแข็งแกร่งและความทนทาน ชื่อของสารประกอบหมายถึงบางสิ่งที่เปราะและเป็นของเหลว แต่จริงๆ แล้วที่อุณหภูมิห้องจะมีความแข็งอย่างยิ่ง ทนทานต่อการสึกหรอ ทนทานต่อการกัดกร่อน และเปลี่ยนรูปได้เมื่อถูกความร้อน เช่น เทอร์โมพลาสติก การใช้งานหลักจนถึงขณะนี้คือการผลิตนาฬิกา ไม้กอล์ฟ และการเคลือบ โทรศัพท์มือถือ(เวอร์ทู, ไอโฟน)

15. นาโนเซลลูโลส


ภาพถ่าย: “Pixabay”

นาโนเซลลูโลสแยกได้จากเส้นใยไม้และเป็นวัสดุไม้ชนิดใหม่ที่แข็งแกร่งยิ่งกว่าเหล็ก! นอกจากนี้นาโนเซลลูโลสยังมีราคาถูกกว่าอีกด้วย นวัตกรรมก็มี มีศักยภาพที่ดีและในอนาคตอาจกลายเป็นคู่แข่งสำคัญของแก้วและคาร์บอนไฟเบอร์ นักพัฒนาเชื่อว่าเนื้อหานี้จะถูกนำมาใช้ในไม่ช้า เป็นที่ต้องการอย่างมากในการผลิตชุดเกราะทางการทหาร หน้าจอที่มีความยืดหยุ่นสูง ตัวกรอง แบตเตอรี่ที่ยืดหยุ่น แอโรเจลดูดซับ และเชื้อเพลิงชีวภาพ

14. ฟันหอยโข่ง


ภาพถ่าย: “Pixabay”

ก่อนหน้านี้ เราได้บอกคุณไปแล้วเกี่ยวกับตาข่ายจับแมงมุมของดาร์วิน ซึ่งครั้งหนึ่งเคยได้รับการยอมรับว่าเป็นวัสดุทางชีวภาพที่แข็งแกร่งที่สุดในโลก อย่างไรก็ตาม การศึกษาเมื่อเร็วๆ นี้แสดงให้เห็นว่า limpet เป็นสารชีวภาพที่คงทนที่สุดที่วิทยาศาสตร์รู้จัก ใช่ ฟันเหล่านี้แข็งแรงกว่าใยของ Caerostris darwini และไม่น่าแปลกใจเลย เนื่องจากสัตว์ทะเลตัวเล็กๆ กินสาหร่ายที่เติบโตบนพื้นผิวของหินแข็ง และเพื่อที่จะแยกอาหารออกจากหิน สัตว์เหล่านี้จึงต้องทำงานหนัก นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าในอนาคตเราจะสามารถใช้ตัวอย่างโครงสร้างเส้นใยของฟันของหอยทะเลในอุตสาหกรรมวิศวกรรม และเริ่มสร้างรถยนต์ เรือ และแม้แต่เครื่องบินที่มีความแข็งแรงสูง โดยได้รับแรงบันดาลใจจากตัวอย่างหอยทากธรรมดา

13. เหล็กมาราจจิ้ง


ภาพถ่าย: “Pixabay”

เหล็ก Maraging เป็นโลหะผสมที่มีความแข็งแรงสูงและมีความเหนียวและความเหนียวที่ดีเยี่ยม วัสดุนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในวิทยาศาสตร์จรวด และใช้ทำเครื่องมือทุกชนิด

12. ออสเมียม


รูปถ่าย: Periodictableru / www. periodictable.ru

ออสเมียมเป็นองค์ประกอบที่มีความหนาแน่นอย่างไม่น่าเชื่อ และมีความแข็งและจุดหลอมเหลวสูง ทำให้ยากต่อการตัดเฉือน นั่นคือเหตุผลว่าทำไมจึงใช้ออสเมียมโดยให้ความสำคัญกับความทนทานและความแข็งแกร่งมากที่สุด โลหะผสมออสเมียมพบได้ในหน้าสัมผัสทางไฟฟ้า จรวด ขีปนาวุธทางทหาร การผ่าตัดปลูกถ่าย และการใช้งานอื่นๆ อีกมากมาย

11. เคฟล่าร์


ภาพ: วิกิพีเดียคอมมอนส์

เคฟล่าร์เป็นเส้นใยที่มีความแข็งแรงสูงซึ่งสามารถพบได้ใน ยางรถยนต์ผ้าเบรก สายเคเบิ้ล ผลิตภัณฑ์กายอุปกรณ์และกระดูก ชุดเกราะ ผ้าชุดป้องกัน การต่อเรือ และชิ้นส่วนของยานพาหนะทางอากาศไร้คนขับ วัสดุนี้เกือบจะมีความหมายเหมือนกันกับความแข็งแกร่งและเป็นพลาสติกประเภทหนึ่งที่มีความแข็งแรงและความยืดหยุ่นสูงอย่างไม่น่าเชื่อ ความต้านทานแรงดึงของเคฟล่าร์นั้นสูงกว่าลวดเหล็กถึง 8 เท่า และเริ่มหลอมละลายที่อุณหภูมิ 450°C

10. โพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูงน้ำหนักโมเลกุลสูงพิเศษยี่ห้อ Spectra fiber


ภาพ: โทมัส Castelazo, www.tomascastelazo.com / วิกิมีเดียคอมมอนส์

UHMWPE นั้นเป็นพลาสติกที่มีความทนทานมาก Spectra ซึ่งเป็นแบรนด์ UHMWPE ก็เป็นไฟเบอร์น้ำหนักเบาที่มีความทนทานต่อการสึกหรอสูงสุด ซึ่งเหนือกว่าเหล็กถึง 10 เท่าในตัวบ่งชี้นี้ เช่นเดียวกับเคฟลาร์ Spectra ใช้ในการผลิตชุดเกราะและหมวกกันน็อค นอกจาก UHMWPE แล้ว แบรนด์ Dynimo Spectrum ยังได้รับความนิยมในอุตสาหกรรมการต่อเรือและการขนส่ง

9. กราฟีน


ภาพถ่าย: “Pixabay”

กราฟีนเป็นองค์ประกอบของคาร์บอน และโครงผลึกซึ่งมีความหนาเพียงอะตอมเดียว มีความแข็งแรงมากจนแข็งกว่าเหล็กกล้าถึง 200 เท่า กราฟีนดูเหมือนฟิล์มยึดติด แต่การฉีกเป็นงานที่แทบจะเป็นไปไม่ได้เลย ในการเจาะแผ่นกราฟีนคุณจะต้องติดดินสอลงไปซึ่งคุณจะต้องปรับสมดุลของน้ำหนักที่บรรทุกรถโรงเรียนทั้งหมด ขอให้โชคดี!

8. กระดาษคาร์บอนนาโนทิวบ์


ภาพถ่าย: “Pixabay”

ต้องขอบคุณนาโนเทคโนโลยีที่ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถผลิตกระดาษที่บางกว่าเส้นผมมนุษย์ถึง 50,000 เท่า แผ่นท่อนาโนคาร์บอนนั้นเบากว่าเหล็กถึง 10 เท่า แต่สิ่งที่น่าทึ่งที่สุดคือพวกมันแข็งแกร่งกว่าเหล็กถึง 500 เท่า! แผ่นนาโนทิวบ์ขนาดมหึมามีแนวโน้มมากที่สุดสำหรับการผลิตอิเล็กโทรดซุปเปอร์คาปาซิเตอร์

7. ไมโครกริดโลหะ


ภาพถ่าย: “Pixabay”

นี่คือโลหะที่เบาที่สุดในโลก! ไมโครกริดโลหะเป็นวัสดุสังเคราะห์ที่มีรูพรุนซึ่งเบากว่าโฟมถึง 100 เท่า แต่ให้เขา. รูปร่างอย่าหลงกล ไมโครกริดเหล่านี้ยังมีความแข็งแกร่งอย่างไม่น่าเชื่อ ทำให้มีศักยภาพที่ดีเยี่ยมสำหรับการใช้งานในสาขาวิศวกรรมทุกประเภท สามารถใช้ทำโช้คอัพและฉนวนความร้อนได้ดีเยี่ยมและ ความสามารถที่น่าทึ่งโลหะนี้จะหดตัวและกลับสู่สภาพเดิม ทำให้สามารถนำไปใช้กักเก็บพลังงานได้ ไมโครกริดโลหะยังถูกนำมาใช้อย่างแข็งขันในการผลิตชิ้นส่วนต่างๆ สำหรับเครื่องบิน บริษัทอเมริกันโบอิ้ง.

6. ท่อนาโนคาร์บอน


รูปถ่าย: ผู้ใช้ Mstroeck / en.wikipedia

เราได้พูดคุยไปแล้วข้างต้นเกี่ยวกับแผ่นมหภาคที่มีความแข็งแกร่งเป็นพิเศษซึ่งทำจากท่อนาโนคาร์บอน แต่นี่คือวัสดุชนิดใด? โดยพื้นฐานแล้วสิ่งเหล่านี้คือระนาบกราฟีนที่ม้วนเป็นท่อ (จุดที่ 9) ผลลัพธ์ที่ได้คือวัสดุที่เบา ยืดหยุ่น และทนทานอย่างเหลือเชื่อ พร้อมการใช้งานที่หลากหลาย

5. แอร์บรัช


ภาพ: วิกิพีเดียคอมมอนส์

วัสดุนี้เป็นที่รู้จักในชื่อกราฟีนแอโรเจล ซึ่งมีน้ำหนักเบามากและแข็งแรงในเวลาเดียวกัน ในรูปแบบเจลรูปแบบใหม่ เฟสของเหลวถูกแทนที่ด้วยก๊าซโดยสิ้นเชิง และมีความแข็ง ทนความร้อน ความหนาแน่นต่ำ และการนำความร้อนต่ำ กราฟีนแอโรเจลเบากว่าอากาศถึง 7 เท่าอย่างไม่น่าเชื่อ! สารประกอบพิเศษนี้สามารถคืนรูปทรงเดิมได้แม้หลังจากการบีบอัดไปแล้ว 90% และสามารถดูดซับน้ำมันในปริมาณที่มากกว่าน้ำหนักของแอร์กราฟีนที่ใช้ดูดซับถึง 900 เท่า บางทีในอนาคตวัสดุประเภทนี้อาจช่วยต่อสู้กับภัยพิบัติด้านสิ่งแวดล้อม เช่น การรั่วไหลของน้ำมัน

4. เนื้อหาที่ไม่มีชื่อ พัฒนาโดยสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT)


ภาพถ่าย: “Pixabay”

ขณะที่คุณอ่านข้อความนี้ ทีมนักวิทยาศาสตร์จาก MIT กำลังทำงานเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติของกราฟีน นักวิจัยกล่าวว่าพวกเขาประสบความสำเร็จในการแปลงโครงสร้างสองมิติของวัสดุนี้เป็นสามมิติแล้ว สารกราฟีนชนิดใหม่ยังไม่ได้รับชื่อ แต่เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าความหนาแน่นของสารนั้นน้อยกว่าเหล็กถึง 20 เท่า และความแข็งแรงของสารนั้นสูงกว่าเหล็กถึง 10 เท่า

3. คาร์บิน


ภาพถ่าย: “Smokefoot”

แม้ว่าจะเป็นเพียงสายโซ่เชิงเส้นของอะตอมคาร์บอน แต่คาร์ไบน์มีความต้านทานแรงดึงมากกว่ากราฟีนถึง 2 เท่า และแข็งกว่าเพชรถึง 3 เท่า!

2. การดัดแปลงโบรอนไนไตรด์ wurtzite


ภาพถ่าย: “Pixabay”

สารธรรมชาติที่เพิ่งค้นพบนี้เกิดขึ้นระหว่างการปะทุของภูเขาไฟและมีความแข็งกว่าเพชรถึง 18% อย่างไรก็ตาม มันเหนือกว่าเพชรในด้านอื่นๆ หลายประการ Wurtzite โบรอนไนไตรด์เป็นหนึ่งใน 2 สารธรรมชาติที่พบบนโลกซึ่งแข็งกว่าเพชร ปัญหาคือไนไตรด์ในธรรมชาติมีน้อยมาก ดังนั้นจึงไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะศึกษาหรือนำไปใช้ในทางปฏิบัติ

1. ลอนสดาไลต์


ภาพถ่าย: “Pixabay”

ลอนสดาไลต์ยังเป็นที่รู้จักในชื่อเพชรหกเหลี่ยม ประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอน แต่ในการดัดแปลงนี้ อะตอมจะถูกจัดเรียงแตกต่างออกไปเล็กน้อย เช่นเดียวกับเวิร์ทไซต์ โบรอน ไนไตรด์ ลอนสดาไลต์เป็นสารธรรมชาติที่มีความแข็งเหนือกว่าเพชร ยิ่งไปกว่านั้น แร่ธาตุที่น่าทึ่งนี้ยังมีความแข็งกว่าเพชรถึง 58%! เช่นเดียวกับ wurtzite โบรอนไนไตรด์ สารประกอบนี้หายากมาก บางครั้งลอนสดาไลต์เกิดขึ้นระหว่างการชนกันของอุกกาบาตที่มีกราไฟท์กับโลก

นักวิจัยชาวอเมริกันจากมหาวิทยาลัยอินเดียน่าในบลูมิงตันสามารถระบุสารที่อาจคงทนที่สุดในจักรวาลได้ สารนี้ถูกค้นพบในดาวนิวตรอน เนื่องจากรูปร่างเฉพาะของมัน นักวิจัยจึงเรียกมันว่า "กากนิวเคลียร์"

ตามทฤษฎีของนักวิทยาศาสตร์ วัสดุนี้ก่อตัวอยู่ใต้พื้นผิวของดาวนิวตรอนประมาณหนึ่งกิโลเมตร นิวเคลียสของอะตอมถูกบีบอัดจนชิดกันจนรวมตัวเป็นกลุ่มก้อนสสาร ซึ่งเป็นส่วนผสมที่หนาแน่นของนิวตรอนและโปรตอน โดยปกติจะอยู่ในรูปของหยด หลอด หรือแผ่น ยิ่งลึกลงไปในดาวนิวตรอน สสารนิวเคลียร์จะเข้าครอบครองอย่างสมบูรณ์และเกิดนิวเคลียสอะตอมขนาดใหญ่ขึ้นมา

ในกระบวนการสร้างแบบจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ ผู้เชี่ยวชาญประมาณแรงที่ต้องใช้เพื่อยืด "กากนิวเคลียร์" ปรากฎว่าสารนี้แข็งแกร่งกว่าสารอื่น ๆ ที่รู้จักในจักรวาล นักฟิสิกส์ยังคงพยายามค้นหาหลักฐานที่แท้จริงเกี่ยวกับการมีอยู่ของกากนิวเคลียร์ ดาวนิวตรอนมีแนวโน้มที่จะหมุนเร็วมาก และอาจปล่อยคลื่นความโน้มถ่วงในอวกาศออกมา ซึ่งขัดขวางการศึกษาวัสดุที่ประกอบเป็นดาวฤกษ์

วิธีหนึ่งที่นักวิทยาศาสตร์ได้รับคำแนะนำคือการมุ่งความสนใจไปที่การวิจัยเกี่ยวกับโครงสร้างภายในของดาวฤกษ์ ซึ่งอาจสนับสนุนการมีอยู่ของภูเขาบนพื้นผิวของเทห์ฟากฟ้าเหล่านี้ เนื่องจากแรงโน้มถ่วงที่รุนแรง ความสูงของภูเขามักจะไม่เกินสองสามเซนติเมตร แต่ "กากนิวเคลียร์" อาจทำให้เกิดสิ่งผิดปกติขนาดใหญ่ขึ้นได้สูงหลายสิบเซนติเมตร

แผนที่โลกเป็นสิ่งที่พบเห็นได้ทั่วไปสำหรับเรา ตั้งแต่สมัยเรียน เรารู้ทุกอย่างเกี่ยวกับสภาพอากาศ การแบ่งพื้นที่ และที่ตั้งของประเทศใดประเทศหนึ่ง แต่เมื่อเร็ว ๆ นี้ นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษจากมหาวิทยาลัยพลีมัธ ค้นพบที่จะบังคับให้หนังสือเรียนต้องถูกเขียนใหม่

วัสดุที่ทนทานมีการใช้งานที่หลากหลาย ไม่เพียงแต่เป็นโลหะที่แข็งที่สุดเท่านั้น แต่ยังเป็นไม้ที่แข็งที่สุดและทนทานที่สุดด้วย เช่นเดียวกับวัสดุประดิษฐ์ที่ทนทานที่สุดอีกด้วย

วัสดุที่ทนทานที่สุดใช้ที่ไหน?

วัสดุที่ใช้งานหนักถูกนำมาใช้ในหลายด้านของชีวิต ดังนั้น นักเคมีในไอร์แลนด์และอเมริกาจึงพัฒนาเทคโนโลยีที่ใช้ผลิตเส้นใยสิ่งทอที่ทนทาน ด้ายของวัสดุนี้มีเส้นผ่านศูนย์กลางห้าสิบไมโครเมตร มันถูกสร้างขึ้นจากท่อนาโนหลายสิบล้านท่อซึ่งเชื่อมต่อกันโดยใช้โพลีเมอร์

ความต้านทานแรงดึงของเส้นใยนำไฟฟ้านี้สูงกว่าใยแมงมุมที่ทอลูกแก้วถึงสามเท่า วัสดุที่ได้นั้นถูกนำมาใช้เพื่อสร้างชุดเกราะที่เบาเป็นพิเศษและ อุปกรณ์กีฬา- ชื่อของวัสดุทนทานอีกชนิดหนึ่งคือ ONNEX ซึ่งสร้างขึ้นตามคำสั่งของกระทรวงกลาโหมสหรัฐอเมริกา นอกเหนือจากการใช้ในการผลิตเสื้อเกราะแล้ว วัสดุใหม่นี้ยังสามารถนำมาใช้ในระบบควบคุมการบิน เซ็นเซอร์ และเครื่องยนต์อีกด้วย

มีเทคโนโลยีที่พัฒนาโดยนักวิทยาศาสตร์ ซึ่งทำให้ได้วัสดุที่แข็งแกร่ง แข็ง โปร่งใส และน้ำหนักเบาโดยการเปลี่ยนรูปของแอโรเจล จากพื้นฐานดังกล่าว เป็นไปได้ที่จะผลิตชุดเกราะน้ำหนักเบา เกราะสำหรับรถถัง และวัสดุก่อสร้างที่ทนทาน

นักวิทยาศาสตร์ของโนโวซีบีร์สค์ได้คิดค้นเครื่องปฏิกรณ์พลาสมาที่มีหลักการใหม่ ซึ่งทำให้สามารถผลิตนาโนทูบูลีน ซึ่งเป็นวัสดุเทียมที่มีความแข็งแกร่งเป็นพิเศษได้ เนื้อหานี้ถูกค้นพบเมื่อยี่สิบปีที่แล้ว มันเป็นมวลที่มีความยืดหยุ่นสม่ำเสมอ ประกอบด้วยช่องท้องที่ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า ความหนาของผนังของช่องท้องเหล่านี้คือหนึ่งอะตอม

ความจริงที่ว่าอะตอมดูเหมือนจะซ้อนกันตามหลักการ "ตุ๊กตาทำรังของรัสเซีย" ทำให้นาโนทิวบูลีนเป็นวัสดุที่ทนทานที่สุดเท่าที่รู้จัก เมื่อวัสดุนี้ถูกเติมลงในคอนกรีต โลหะ และพลาสติก ความแข็งแรงและการนำไฟฟ้าของวัสดุเหล่านี้จะเพิ่มขึ้นอย่างมาก นาโนทูบูลีนจะช่วยทำให้รถยนต์และเครื่องบินมีความทนทานมากขึ้น หากวัสดุชนิดใหม่นี้มีการผลิตอย่างแพร่หลาย ถนน บ้านเรือน และอุปกรณ์ต่างๆ ก็จะมีความทนทานอย่างมาก มันจะยากมากที่จะทำลายพวกมัน Nanotubulene ยังไม่ได้ถูกนำมาใช้ในการผลิตอย่างแพร่หลายเนื่องจากมีต้นทุนที่สูงมาก อย่างไรก็ตามนักวิทยาศาสตร์ของโนโวซีบีสค์สามารถลดต้นทุนของวัสดุนี้ได้อย่างมาก ตอนนี้นาโนทูบูลีนไม่สามารถผลิตได้ในหน่วยกิโลกรัม แต่เป็นตัน

โลหะที่แข็งที่สุด

ในบรรดาโลหะที่รู้จักทั้งหมด โครเมียมเป็นโลหะที่แข็งที่สุด แต่ความแข็งของมันส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับความบริสุทธิ์ของมัน มีคุณสมบัติทนต่อการกัดกร่อน ทนความร้อน และทนไฟ Chrome เป็นโลหะที่มีโทนสีขาวอมฟ้า ความแข็งของบริเนลคือ 70-90 kgf/cm2 จุดหลอมเหลวนั้นเอง โลหะหนัก– หนึ่งพันเก้าร้อยเจ็ดองศาเซลเซียส มีความหนาแน่นเจ็ดพันสองร้อยกิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร โลหะชนิดนี้พบได้ในเปลือกโลกในปริมาณร้อยละ 0.02 ซึ่งมีนัยสำคัญ มักพบในรูปของแร่เหล็กโครเมียม โครเมียมถูกขุดจากหินซิลิเกต

โลหะชนิดนี้ใช้ในอุตสาหกรรม การถลุงเหล็กโครเมียม นิกโครม และอื่นๆ ใช้สำหรับเคลือบป้องกันการกัดกร่อนและตกแต่ง อุกกาบาตหินที่ตกลงสู่โลกนั้นอุดมไปด้วยโครเมียมมาก

ต้นไม้ที่ทนทานที่สุด

มีไม้ที่แข็งแรงกว่าเหล็กหล่อและสามารถเทียบได้กับความแข็งแรงของเหล็ก เรากำลังพูดถึง "Schmidt's Birch" เรียกอีกอย่างว่าเหล็กเบิร์ช มนุษย์ไม่รู้จักต้นไม้ที่แข็งแกร่งกว่านี้อีกแล้ว มันถูกค้นพบโดยนักพฤกษศาสตร์ชาวรัสเซียชื่อชมิดท์ขณะอยู่ในตะวันออกไกล

ไม้มีความแข็งแรงกว่าเหล็กหล่อถึงหนึ่งเท่าครึ่งและความแข็งแรงในการดัดงอเท่ากับเหล็กโดยประมาณ เนื่องจากคุณสมบัติเหล่านี้ ไม้เบิร์ชเหล็กจึงอาจใช้แทนโลหะได้ในบางครั้ง เนื่องจากไม้นี้ไม่อยู่ภายใต้การกัดกร่อนและเน่าเปื่อย ตัวเรือที่ทำจาก Iron Birch ไม่จำเป็นต้องทาสีด้วยซ้ำ เรือจะไม่ถูกทำลายจากการกัดกร่อน และไม่กลัวกรดด้วย

ต้นเบิร์ชไม่สามารถเจาะด้วยกระสุนได้ คุณไม่สามารถตัดมันด้วยขวานได้ ในบรรดาต้นเบิร์ชทั้งหมดบนโลกของเรา Iron Birch มีอายุยืนยาวที่สุด - มีอายุสี่ร้อยปี ถิ่นที่อยู่ของมันคือเขตอนุรักษ์ธรรมชาติ Kedrovaya Pad นี่เป็นสัตว์คุ้มครองหายากซึ่งมีรายชื่ออยู่ใน Red Book หากไม่ใช่เพราะความหายาก ไม้ที่แข็งแกร่งเป็นพิเศษของต้นไม้ต้นนี้ก็สามารถนำไปใช้ได้ทุกที่

แต่ต้นไม้ที่สูงที่สุดในโลกอย่างเรดวู้ดนั้นไม่ใช่วัสดุที่คงทนมากนัก

วัตถุที่แข็งแกร่งที่สุดในจักรวาล

วัสดุที่ทนทานที่สุดและในเวลาเดียวกันก็เบาที่สุดในจักรวาลของเราคือกราฟีน นี่คือแผ่นคาร์บอนซึ่งมีความหนาเพียงอะตอมเดียว แต่แข็งแกร่งกว่าเพชรและค่าการนำไฟฟ้าสูงกว่าซิลิคอนของชิปคอมพิวเตอร์ถึงร้อยเท่า

กราฟีนจะออกจากห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์ในไม่ช้า ทั้งหมด นักวิทยาศาสตร์โลกวันนี้พวกเขาพูดถึงคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ของมัน ดังนั้นวัสดุเพียงไม่กี่กรัมก็เพียงพอที่จะครอบคลุมทั้งสนามฟุตบอล กราฟีนมีความยืดหยุ่นสูง สามารถพับ งอ และม้วนได้

พื้นที่ที่เป็นไปได้ในการใช้งาน: แผงเซลล์แสงอาทิตย์, โทรศัพท์มือถือ, หน้าจอสัมผัส, ชิปคอมพิวเตอร์ที่เร็วสุด ๆ
สมัครสมาชิกช่องของเราใน Yandex.Zen

การตั้งชื่อสารที่ยากที่สุดในโลกนั้นไม่ง่ายอย่างที่คิดในตอนแรก ความจริงก็คือความแข็งของวัสดุอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับบางอย่าง ปัจจัยภายนอก- โดยเฉพาะอย่างยิ่ง มันอาจแตกต่างออกไปอย่างน่าประหลาดเมื่อโหลดที่ใช้เปลี่ยนไป

หลายปีที่ผ่านมา เพชรถือเป็นมาตรฐานแห่งความแข็ง แต่เหตุใดจึงได้รับการพิจารณา? ในโลกของวัสดุ ความแข็งของมันยังคงเป็นมาตรฐาน สิ่งใดก็ตามที่มีความแข็งต่ำกว่าเพชรแต่เข้าใกล้เพชรในตัวบ่งชี้นี้ เรียกว่าความแข็งยิ่งยวด และสารที่แข็งกว่าเพชรก็มีชื่อที่น่าภาคภูมิใจว่า “ทนทานเป็นพิเศษ”

และที่นี่ผู้อ่านหลายคนอาจสงสัย ท้ายที่สุดแล้ว ไม่นานมานี้แม้แต่ในโรงเรียน พวกเขาสอนว่าไม่มีอะไรยากกว่าเพชรในธรรมชาติ และหลายคนก็จำความจริงนี้ได้ แต่ความจริงทั้งหมดมีความสัมพันธ์กันดังที่นักปรัชญากล่าวไว้ ข้อมูลเกี่ยวกับ "เพชรที่แข็งที่สุด" ก็มีการเปลี่ยนแปลงในยุคของเราเช่นกัน

แล้วอะไรล่ะที่ยากกว่าเพชร?

เริ่มจากความจริงที่ว่าเพชรก็มีความแข็งต่างกันไปเช่นกัน ความแข็งของวัสดุวัดเป็นกิกะปาสคาล (GPa) ดังนั้น สำหรับเพชรแต่ละชนิด ตัวบ่งชี้นี้สามารถเปลี่ยนแปลงได้ตั้งแต่ 70 ถึง 150 GPa เห็นด้วย สเปรดค่อนข้างสำคัญ! ขีดจำกัดสูงสุดของความแข็งแกร่งเป็นของเพชรสีดำที่เรียกว่า "คาร์บอนาโด" ในรูปแบบธรรมชาติพบได้ในปริมาณน้อยมากในบราซิลและแอฟริกาใต้

หากเพชร "ปกติ" ประกอบด้วยคริสตัลหนึ่งเม็ด ก็จะประกอบด้วยคาร์บอนาโด จำนวนมากผลึกคาร์บอนซึ่งมีช่องว่างอยู่ระหว่างนั้น เป็นที่ยอมรับกันว่าเพชรเหล่านี้ไม่ได้ก่อตัวขึ้นที่ความดันสูง แต่เกิดขึ้นที่เพชรธรรมดาและพบได้เฉพาะบนพื้นผิวโลกเท่านั้น ทฤษฎีทั่วไปคือคาร์บอนไดออกไซด์ถูกนำมายังโลกของเราโดยดาวเคราะห์น้อยซึ่งเป็นผลมาจากการระเบิดของซุปเปอร์โนวา

ดังนั้น คาร์โบนาโดจึงแข็งกว่าเพชร "ปกติ" อย่างมาก แต่ก็ยังยังคงเป็นเพชรอยู่ และมีสสารบางอย่างที่ไม่ใช่เพชรเลย แต่แข็งกว่าพวกมัน และแข็งกว่าคาร์โบนาโดด้วยซ้ำ พวกเขาอยู่ที่นี่:

• ฟูลเลอไรต์;
• ลอนสดาไลต์;
• เวิร์ทไซด์ โบรอน ไนไตรด์

นี่เป็นวัสดุประดิษฐ์โดยสมบูรณ์ที่ไม่พบในธรรมชาติ มีความแข็งประมาณ 310 GPa “ดินสอ” ที่ทำจากวัสดุนี้จะทำให้แผ่นเพชรเป็นรอยได้ง่าย ฟูลเลอไรต์ประกอบด้วยโมเลกุลฟูลเลอรีน สังเคราะห์ขึ้นในปี พ.ศ. 2528 สำหรับการค้นพบครั้งนี้ ผู้เขียนได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมี!

สิ่งที่น่าสนใจคือ เป็นเวลานานแล้วที่ฟูลเลอไรต์เป็นสารที่มีราคาแพงและหายากอย่างไม่น่าเชื่อ เนื่องจากการสังเคราะห์ของมันต้องใช้แรงกดดันที่สูงมาก แต่เมื่อหลายปีก่อนนักฟิสิกส์ชาวรัสเซียร่วมกับนักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศสสามารถหลีกเลี่ยงอุปสรรคนี้ได้ ขณะนี้สารสามารถสร้างขึ้นได้ภายใต้เงื่อนไขที่ค่อนข้างง่าย

สารนี้เรียกว่า "เพชรหกเหลี่ยม" เนื่องจากประกอบด้วยกราไฟท์ซึ่งมีการเปลี่ยนแปลงเพียงอย่างเดียว ในธรรมชาตินั้นไม่ค่อยพบในหลุมอุกกาบาตมากนัก แต่มีความแข็งน้อยกว่าคาร์โบนาโดด้วยซ้ำ ทั้งหมดนี้เป็นเรื่องเกี่ยวกับสิ่งเจือปนที่จำเป็นต้องมีอยู่ในตัวอย่างธรรมชาติของลอนสดาไลต์

เพื่อให้สารนี้สามารถกำจัดสิ่งสกปรกและมีความแข็งสูงสุดได้นั้นจะต้องอยู่ภายใต้แรงกดดันมหาศาล ความแข็งของลอนสดาไลต์ "บริสุทธิ์" อยู่ที่ประมาณ 170 - 220 GPa

ไม่ใช่นักวิทยาศาสตร์ทุกคนที่เชื่อว่ามันแข็งกว่าเพชร กล่าวอีกนัยหนึ่ง สถานที่ที่สามของเขายังคงเป็นข้อโต้แย้ง ความจริงก็คือว่าในสภาวะปกติ โบรอนไนไตรด์แม้จะแข็งมาก แต่ก็ยังไม่ใช่สารที่มีความเข้มข้นสูงเป็นพิเศษ แต่เป็นสารที่มีความแข็งยิ่งยวด

ทุกอย่างเปลี่ยนแปลงไปเมื่อความกดดันเริ่มกดดันโครงสร้างของมัน พันธะอะตอมของสารนี้ถูกจัดเรียงในลักษณะที่เมื่อความดันเพิ่มขึ้น มันจะ "จัดเรียงใหม่" และนั่นคือตอนที่โบรอนไนไตรด์แข็งกว่าเพชร!

ดังนั้น ด้วยการพิจารณาหาสสารที่แข็งที่สุดในโลก เราจึงคุ้นเคยกับสสารที่น่าสนใจ และในขณะเดียวกันก็กำจัดความเชื่อผิด ๆ ทั่วไปเกี่ยวกับ "เพชรที่แข็งที่สุด"

คุณรู้หรือไม่ว่าวัสดุใดในโลกของเราที่ถือว่าแข็งแกร่งที่สุด? เราทุกคนรู้จากโรงเรียนว่าเพชรเป็นแร่ธาตุที่แข็งแกร่งที่สุด แต่ก็ยังห่างไกลจากแร่ที่แข็งแกร่งที่สุด ความแข็งไม่ใช่คุณสมบัติหลักที่กำหนดลักษณะของสสาร คุณสมบัติบางอย่างอาจป้องกันรอยขีดข่วน ในขณะที่คุณสมบัติบางอย่างอาจช่วยเพิ่มความยืดหยุ่น ต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติม? นี่คือการจัดอันดับวัสดุที่จะทำลายได้ยากมาก

เพชรในทุกสิริรุ่งโรจน์

ตัวอย่างความเข้มแข็งสุดคลาสสิกที่ติดอยู่ในหนังสือเรียนและในหัว ความแข็งของมันหมายถึงทนต่อการขีดข่วน ในระดับ Mohs (มาตราส่วนเชิงคุณภาพที่ใช้วัดความต้านทานของแร่ธาตุต่างๆ) คะแนนเพชรอยู่ที่ 10 (มาตราส่วนเริ่มจาก 1 ถึง 10 โดย 10 เป็นสารที่แข็งที่สุด) เพชรแข็งมากจนต้องใช้เพชรอื่นมาเจียระไน

เว็บที่สามารถหยุดแอร์บัสได้

มักถูกอ้างถึงว่าเป็นสารชีวภาพที่ซับซ้อนที่สุดในโลก (แม้ว่าคำกล่าวอ้างนี้จะถูกโต้แย้งโดยนักประดิษฐ์ก็ตาม) ใยของดาร์วินนั้นแข็งแกร่งกว่าเหล็กกล้าและมีความแข็งแกร่งมากกว่าเคฟลาร์ น้ำหนักของมันน่าทึ่งไม่น้อย: ด้ายที่ยาวพอที่จะพันรอบโลกมีน้ำหนักเพียง 0.5 กก.

Aerographite ในบรรจุภัณฑ์ปกติ

โฟมสังเคราะห์นี้เป็นหนึ่งในโฟมที่เบาที่สุด วัสดุก่อสร้างในโลก แอโรกราไฟต์เบากว่าโฟมโพลีสไตรีนประมาณ 75 เท่า (แต่แข็งแกร่งกว่ามาก!) วัสดุนี้สามารถบีบอัดได้ถึง 30 เท่าของขนาดเดิม โดยไม่ทำลายโครงสร้าง อีกจุดที่น่าสนใจ: แอโรกราไฟต์สามารถรองรับน้ำหนักได้ 40,000 เท่าของน้ำหนักตัวมันเอง

กระจกระหว่างการทดสอบการชน

สารนี้ได้รับการพัฒนาโดยนักวิทยาศาสตร์ในแคลิฟอร์เนีย กระจกไมโครอัลลอยด์มีความแข็งแกร่งและความแข็งแกร่งที่แทบจะผสมผสานกันได้อย่างลงตัว เหตุผลก็คือโครงสร้างทางเคมีช่วยลดความเปราะบางของแก้ว แต่ยังคงความแข็งแกร่งของแพลเลเดียมเอาไว้

สว่านทังสเตน

ทังสเตนคาร์ไบด์มีความแข็งอย่างไม่น่าเชื่อและมีความแข็งแกร่งในเชิงคุณภาพสูง แต่ค่อนข้างเปราะและสามารถโค้งงอได้ง่าย

ซิลิคอนคาร์ไบด์ในรูปของคริสตัล

วัสดุนี้ใช้เพื่อสร้างเกราะสำหรับรถถังต่อสู้ ในความเป็นจริงมันถูกใช้ในเกือบทุกอย่างที่สามารถป้องกันกระสุนได้ มีความแข็ง Mohs อยู่ที่ 9 และมีการขยายตัวทางความร้อนต่ำ

โครงสร้างโมเลกุลของโบรอนไนไตรด์

คิวบิกโบรอนไนไตรด์มีความแข็งแกร่งพอๆ กับเพชร มีข้อได้เปรียบที่สำคัญอย่างหนึ่ง: มันไม่ละลายในนิกเกิลและเหล็กที่อุณหภูมิสูง ด้วยเหตุนี้จึงสามารถใช้ในการประมวลผลองค์ประกอบเหล่านี้ได้ (ไนไตรด์ในรูปเพชรที่มีเหล็กและนิกเกิลที่อุณหภูมิสูง)

สายไดนีมา

ถือเป็นไฟเบอร์ที่แข็งแกร่งที่สุดในโลก คุณอาจแปลกใจกับข้อเท็จจริงข้อนี้: Dainima เบากว่าน้ำ แต่สามารถหยุดกระสุนได้!

ท่อโลหะผสม

โลหะผสมไทเทเนียมมีความยืดหยุ่นสูงและมีความต้านทานแรงดึงสูงมาก แต่ไม่มีความแข็งแกร่งเท่ากับโลหะผสมเหล็ก

โลหะอสัณฐานเปลี่ยนรูปร่างได้ง่าย

Liquidmetal ได้รับการพัฒนาโดย Caltech แม้จะมีชื่อ แต่โลหะนี้ไม่ใช่ของเหลวและที่อุณหภูมิห้องก็มีความแข็งแรงและทนต่อการสึกหรอในระดับสูง เมื่อถูกความร้อน โลหะผสมอสัณฐานสามารถเปลี่ยนรูปร่างได้

กระดาษในอนาคตอาจหนักกว่าเพชร

สิ่งประดิษฐ์ใหม่นี้ทำจากเยื่อไม้และแข็งแรงกว่าเหล็ก! และถูกกว่ามาก นักวิทยาศาสตร์หลายคนถือว่านาโนเซลลูโลสเป็นทางเลือกราคาถูกแทนแก้วแพลเลเดียมและคาร์บอนไฟเบอร์

เปลือกจานรอง

เราได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ว่าแมงมุมของดาร์วินปั่นด้ายของสารอินทรีย์ที่แข็งแกร่งที่สุดในโลก อย่างไรก็ตาม ฟันของ limpet กลับกลายเป็นว่าแข็งแกร่งกว่าใยเสียอีก ฟันแหลมมีความแข็งมาก เหตุผลของลักษณะที่น่าทึ่งเหล่านี้ก็คือจุดประสงค์: รวบรวมสาหร่ายจากพื้นผิวหินและปะการัง นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าในอนาคตเราสามารถคัดลอกโครงสร้างเส้นใยของฟันแหลมและนำไปใช้ในอุตสาหกรรมยานยนต์ เรือ และแม้แต่อุตสาหกรรมการบินได้

ระยะจรวดซึ่งมีส่วนประกอบหลายอย่างประกอบด้วยเหล็กมาราจิ้ง

สารนี้ผสมผสานความแข็งแรงและความแข็งแกร่งในระดับสูงโดยไม่สูญเสียความยืดหยุ่น โลหะผสมเหล็กประเภทนี้ใช้ในเทคโนโลยีการผลิตการบินและอวกาศและอุตสาหกรรม

คริสตัลออสเมียม

ออสเมียมมีความหนาแน่นสูงมาก ใช้ในการผลิตสิ่งของที่ต้องการความแข็งแรงและความแข็งในระดับสูง (หน้าสัมผัสทางไฟฟ้า ที่จับปลาย ฯลฯ)

หมวกเคฟล่าหยุดกระสุนได้

ใช้ในทุกสิ่งตั้งแต่ดรัมไปจนถึงเสื้อกันกระสุน เคฟล่าร์มีความหมายเหมือนกันกับความแข็งแกร่ง เคฟล่าร์เป็นพลาสติกชนิดหนึ่งที่มีความต้านทานแรงดึงสูงมาก ที่จริงแล้วมันใหญ่กว่าลวดเหล็กประมาณ 8 เท่า! นอกจากนี้ยังสามารถทนอุณหภูมิได้ประมาณ 450°C

ท่อสเปคตร้า

เอทิลีนประสิทธิภาพสูงเป็นพลาสติกที่ทนทานอย่างแท้จริง ด้ายน้ำหนักเบาและแข็งแรงนี้สามารถทนต่อแรงตึงอย่างไม่น่าเชื่อและแข็งแรงกว่าเหล็กถึงสิบเท่า เช่นเดียวกับเคฟลาร์ Spectra ยังใช้สำหรับเสื้อเกราะกันกระสุน หมวกกันน็อค และรถหุ้มเกราะ

หน้าจอกราฟีนที่ยืดหยุ่น

แผ่นกราฟีน (คาร์บอนที่แบ่งส่วนออกมา) มีความหนา 1 อะตอมมีความแข็งแรงมากกว่าเหล็กถึง 200 เท่า แม้ว่ากราฟีนจะดูเหมือนกระดาษแก้ว แต่ก็น่าทึ่งจริงๆ ต้องใช้รถโรงเรียนในการทรงตัวบนดินสอเพื่อเจาะวัสดุนี้แผ่น A1 มาตรฐาน!

เทคโนโลยีใหม่สามารถปฏิวัติความเข้าใจในความแข็งแกร่งของเราได้

นาโนเทคโนโลยีนี้ทำมาจากท่อคาร์บอนที่บางกว่าเส้นผมมนุษย์ถึง 50,000 เท่า สิ่งนี้อธิบายได้ว่าทำไมมันจึงเบากว่าเหล็ก 10 เท่า แต่แข็งแกร่งกว่า 500 เท่า

โลหะผสมไมโครแลตทิซถูกใช้เป็นประจำในดาวเทียม

โลหะไมโครแลตทิซโลหะที่เบาที่สุดในโลกก็เป็นหนึ่งในวัสดุโครงสร้างที่เบาที่สุดในโลกเช่นกัน นักวิทยาศาสตร์บางคนอ้างว่าเบากว่าโฟมโพลีสไตรีนถึง 100 เท่า! เป็นวัสดุที่มีรูพรุนแต่แข็งแรงมาก ถูกนำมาใช้ในเทคโนโลยีหลายสาขา โบอิ้งกล่าวถึงการใช้มันในเครื่องบิน โดยส่วนใหญ่ใช้บนพื้น ที่นั่ง และผนัง

รุ่นนาโนทิวบ์

ท่อนาโนคาร์บอน (CNTs) สามารถอธิบายได้ว่าเป็น "เส้นใยกลวงทรงกระบอกไร้ตะเข็บ" ซึ่งประกอบด้วยกราไฟท์บริสุทธิ์แผ่นโมเลกุลม้วนเดียว ผลลัพธ์ที่ได้คือวัสดุที่เบามาก ที่ระดับนาโน ท่อนาโนคาร์บอนมีความแข็งแรงมากกว่าเหล็กถึง 200 เท่า

พู่กันมหัศจรรย์ที่ยากจะบรรยาย!

มีชื่อเรียกอีกอย่างว่ากราฟีนแอโรเจล ลองจินตนาการถึงความแข็งแกร่งของกราฟีนที่ผสมผสานกับความเบาที่ไม่อาจจินตนาการได้ Airgel เบากว่าอากาศ 7 เท่า! วัสดุที่น่าทึ่งนี้สามารถคืนสภาพได้เต็มที่จากการบีบอัดมากกว่า 90% และสามารถดูดซับน้ำมันได้มากถึง 900 เท่าของน้ำหนัก หวังว่าวัสดุนี้สามารถใช้เพื่อทำความสะอาดการรั่วไหลของน้ำมันได้

อาคารหลักโพลีเทคนิคแมสซาชูเซตส์

ในขณะที่เขียนบทความนี้ นักวิทยาศาสตร์ที่ MIT เชื่อว่าพวกเขาได้ค้นพบเคล็ดลับในการเพิ่มความแข็งแกร่งแบบ 2 มิติของกราฟีนในแบบ 3 มิติแล้ว สารที่ยังไม่มีชื่ออาจมีความหนาแน่นของเหล็กประมาณ 5% แต่มีความแข็งแรงมากกว่า 10 เท่า

โครงสร้างโมเลกุลของคาร์ไบน์

แม้ว่าจะเป็นอะตอมสายโซ่เดี่ยว แต่คาร์ไบน์ก็มีความต้านทานแรงดึงเป็นสองเท่าของกราฟีน และมีความแข็งเป็นสามเท่าของเพชร

บ้านเกิดของโบรอนไนไตรด์

สารธรรมชาตินี้ผลิตขึ้นในปล่องภูเขาไฟที่ยังคุกรุ่นและมีความแข็งแกร่งกว่าเพชรถึง 18% เป็นหนึ่งในสองสารที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติซึ่งปัจจุบันพบว่ามีความแข็งกว่าเพชร ปัญหาคือสารนี้มีไม่มากและตอนนี้เป็นการยากที่จะบอกว่าข้อความนี้เป็นจริง 100% หรือไม่

อุกกาบาตเป็นแหล่งกำเนิดหลักของลอนสดาไลต์

หรือที่รู้จักกันในชื่อเพชรหกเหลี่ยม สารนี้ประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอน แต่เพียงแต่จัดเรียงต่างกัน นอกจากเวิร์ทไซต์ โบรอน ไนไตรด์แล้ว มันยังเป็นหนึ่งในสองสารธรรมชาติที่แข็งกว่าเพชรอีกด้วย ในความเป็นจริง Lonsdaleite นั้นยากกว่า 58%! อย่างไรก็ตาม เช่นเดียวกับสารก่อนหน้านี้ พบในปริมาณที่ค่อนข้างน้อย บางครั้งมันเกิดขึ้นเมื่ออุกกาบาตกราไฟท์ชนกับดาวเคราะห์โลก

อนาคตอยู่ใกล้แค่เอื้อม ดังนั้นภายในสิ้นศตวรรษที่ 21 เราจึงสามารถคาดหวังถึงการเกิดขึ้นของวัสดุที่แข็งแกร่งเป็นพิเศษและเบาเป็นพิเศษที่จะมาแทนที่เคฟล่าร์และเพชร ในระหว่างนี้ใคร ๆ ก็สามารถประหลาดใจกับการพัฒนาเทคโนโลยีสมัยใหม่เท่านั้น