Definícia pevnosti sa vzťahuje na schopnosť materiálov odolávať deštrukcii v dôsledku vonkajších síl a faktorov, ktoré k tomu vedú vnútorné napätie. Materiály s vysokou pevnosťou majú široké uplatnenie. V prírode sa nenachádzajú len tvrdé kovy a odolné dreviny, ale aj umelo vytvorené vysokopevnostné materiály. Mnoho ľudí verí, že najtvrdším materiálom na svete je diamant, no je to naozaj pravda?

Všeobecné informácie:

Dátum otvorenia - začiatok 60. rokov;

Pionieri - Sladkov, Kudryavtsev, Korshak, Kasatkin;

Hustota - 1,9-2 g / cm3.

Vedci z Rakúska nedávno dokončili prácu na zavedení udržateľnej výroby karabíny, čo je alotropná forma uhlíka založená na sp hybridizácii atómov uhlíka. Jeho ukazovatele sily sú 40-krát vyššie ako ukazovatele diamantu. Informácie o tom boli uverejnené v jednom z vydaní vedeckého tlačeného periodika „Nature Materials“.

Po dôkladnom preštudovaní jeho vlastností vedci vysvetlili, že pokiaľ ide o pevnosť, nemožno ho porovnávať so žiadnym predtým objaveným a študovaným materiálom. Počas výrobného procesu sa však vyskytli značné ťažkosti: štruktúra karabíny je vytvorená z atómov uhlíka zostavených do dlhých reťazcov, v dôsledku čoho sa počas výrobného procesu začína rozpadať.

Aby sa zistený zádrhel odstránil, fyzici z verejnej univerzity vo Viedni vytvorili špeciálny ochranný náter, v ktorom bola syntetizovaná karabína. Ako ochranný náter sa použili grafénové vrstvy naskladané na seba a zrolované do „termosky“. Zatiaľ čo sa fyzici snažili dosiahnuť stabilné tvary, zistili, že elektrické vlastnosti materiálu sú ovplyvnené dĺžkou atómového reťazca.

Výskumníci sa nenaučili, ako extrahovať karabínu z ochranného povlaku bez poškodenia, takže štúdium nového materiálu pokračuje, vedci sa riadia iba relatívnou stabilitou atómových reťazcov.

Carbin je slabo preštudovaná alotropická modifikácia uhlíka, ktorej objaviteľmi boli sovietski chemici: A.M. Sladkov, Yu.P. Kudryavtsev, V.V. Korshak a V.I. Kasatochkin. Informácie o výsledku experimentu s Detailný popis objav materiálu v roku 1967 sa objavil na stránkach jedného z najväčších vedeckých časopisov - "Správy Akadémie vied ZSSR". O 15 rokov neskôr v Amerike vedecký časopis Science zverejnila článok spochybňujúci výsledky získané sovietskymi chemikmi. Ukázalo sa, že signály priradené málo prebádanej alotropickej modifikácii uhlíka môžu súvisieť s prítomnosťou silikátových nečistôt. V priebehu rokov boli podobné signály nájdené aj v medzihviezdnom priestore.

Všeobecné informácie:

Pionieri - Geim, Novoselov;

Tepelná vodivosť - 1 TPa.

Grafén je dvojrozmerná alotropická modifikácia uhlíka, v ktorej sú atómy spojené do hexagonálnej mriežky. Napriek vysokej pevnosti grafénu je hrúbka jeho vrstvy 1 atóm.

Priekopníkmi materiálu boli ruskí fyzici Andrey Geim a Konstantin Novoselov. Vo vlastnej krajine si vedci nezabezpečili finančnú podporu a rozhodli sa presťahovať do Holandska a Spojeného kráľovstva Veľkej Británie a Severného Írska. V roku 2010 dostali vedci Nobelovu cenu.

Na liste grafénu, ktorého plocha sa rovná jednej meter štvorcový, a hrúbka je jeden atóm, predmety s hmotnosťou do štyroch kilogramov sa voľne držia. Okrem toho, že grafén je vysoko odolný materiál, je aj veľmi flexibilný. Z materiálu s takými vlastnosťami bude v budúcnosti možné tkať nite a iné lanové konštrukcie, ktoré nebudú mať nižšiu pevnosť ako hrubé oceľové lano. Materiál objavený ruskými fyzikmi si za určitých podmienok dokáže poradiť s poškodením kryštálovej štruktúry.

Všeobecné informácie:

Rok otvorenia - 1967;

Farba - hnedo-žltá;

Nameraná hustota - 3,2 g / cm3;

Tvrdosť - 7-8 jednotiek na Mohsovej stupnici.

Štruktúra lonsdaleitu, ktorý sa nachádza v lieviku meteoritu, je podobná diamantu, oba materiály sú alotropickými modifikáciami uhlíka. S najväčšou pravdepodobnosťou sa v dôsledku výbuchu grafit, ktorý je jednou zo zložiek meteoritu, zmenil na lonsdaleit. V čase objavenia materiálu vedci nezaznamenali vysoké ukazovatele tvrdosti, dokázalo sa však, že ak v ňom nie sú žiadne nečistoty, nebude to v žiadnom prípade horšie ako vysoká tvrdosť diamantu.

Všeobecné informácie o nitride bóru:

Hustota - 2,18 g / cm3;

Teplota topenia - 2973 stupňov Celzia;

Kryštálová štruktúra - šesťuholníková mriežka;

Tepelná vodivosť - 400 W / (m × K);

Tvrdosť - menej ako 10 jednotiek na Mohsovej stupnici.

Hlavné rozdiely wurtzitového nitridu bóru, čo je zlúčenina bóru s dusíkom, sú tepelná a chemická odolnosť a požiarna odolnosť. Materiál môže mať rôznu kryštalickú formu. Napríklad grafit je najjemnejší, ale stabilný, používa sa v kozmeteológii. Štruktúra sfaleritu v kryštálovej mriežke je podobná diamantom, ale je horšia z hľadiska mäkkosti, pričom má lepšiu chemickú a tepelnú odolnosť. Takéto vlastnosti wurtzitového nitridu bóru umožňujú jeho použitie v zariadeniach pre vysokoteplotné procesy.

Všeobecné informácie:

Tvrdosť - 1000 Gn / m2;

Pevnosť - 4 Gn / m2;

Rok objavenia kovového skla je 1960.

Kovové sklo je materiál s vysokým indexom tvrdosti, neusporiadanou štruktúrou na úrovni atómov. Hlavným rozdielom medzi štruktúrou kovového skla a obyčajného skla je jeho vysoká elektrická vodivosť. Takéto materiály sa získavajú ako výsledok reakcie v tuhom stave, rýchleho ochladzovania alebo ožarovania iónmi. Vedci sa naučili vynájsť amorfné kovy, ktorých pevnosť je 3-krát väčšia ako pevnosť zliatin ocele.

Všeobecné informácie:

Limit pružnosti - 1500 MPa;

KCU - 0,4-0,6 MJ / m2.

Všeobecné informácie:

Rázová húževnatosť KST - 0,25-0,3 MJ / m2;

Limit pružnosti - 1500 MPa;

KCU - 0,4-0,6 MJ / m2.

Martenzitické ocele sú zliatiny železa s vysokou rázovou húževnatosťou bez straty ťažnosti. Napriek týmto vlastnostiam materiál nedrží reznú hranu. Zliatiny získané tepelným spracovaním sú nízkouhlíkové látky, ktoré získavajú pevnosť z intermetalických zlúčenín. Zloženie zliatiny zahŕňa nikel, kobalt a ďalšie prvky tvoriace karbidy. Tento typ vysoko pevnej, vysokolegovanej ocele sa ľahko spracováva, je to spôsobené nízkym obsahom uhlíka v jej zložení. Materiál s takýmito charakteristikami našiel uplatnenie v oblasti letectva, používa sa ako povlak na telesá rakiet.

Osmium

Všeobecné informácie:

Rok otvorenia - 1803;

Mriežková štruktúra je šesťuholníková;

Tepelná vodivosť - (300 K) (87,6) W / (m × K);

Teplota topenia - 3306 K.

Lesklý modrobiely kov s vysokou pevnosťou patrí medzi platinoidy. Osmium s vysokou atómovou hustotou, výnimočnou žiaruvzdornosťou, krehkosťou, vysokou pevnosťou, tvrdosťou a odolnosťou voči mechanickému namáhaniu a agresívnym vplyvom životné prostredie, je široko používaný v chirurgii, meracej technike, chemickom priemysle, elektrónovej mikroskopii, raketovej technike a elektronických zariadeniach.

Všeobecné informácie:

Hustota - 1,3-2,1 t / m3;

Pevnosť uhlíkových vlákien je 0,5-1 GPa;

Modul pružnosti vysokopevnostného uhlíkového vlákna je 215 GPa.

Kompozity uhlík-uhlík sú materiály, ktoré pozostávajú z uhlíkovej matrice, ktorá je zase vystužená uhlíkovými vláknami. Hlavnými charakteristikami kompozitov sú vysoká pevnosť, pružnosť a rázová húževnatosť. Štruktúra kompozitných materiálov môže byť jednosmerná alebo trojrozmerná. Vďaka týmto vlastnostiam sú kompozity široko používané rôznych oblastiach vrátane leteckého priemyslu.

Všeobecné informácie:

Oficiálnym rokom objavenia pavúka je rok 2010;

>Rázová húževnatosť stojiny je 350 MJ/m3.

Prvýkrát bol pavúk tkajúci obrovské siete objavený neďaleko Afriky, na ostrovnom štáte Madagaskar. Oficiálne bol tento druh pavúka objavený v roku 2010. Vedcov v prvom rade zaujímali siete tkané článkonožcami. Priemer kruhov na nosnom závite môže dosiahnuť až dva metre. Darwinova sieť je odolnejšia ako syntetický kevlar používaný v leteckom a automobilovom priemysle.

Všeobecné informácie:

Tepelná vodivosť - 900-2300 W / (m × K);

Teplota topenia pri tlaku 11 GPa - 3700-4000 stupňov Celzia;

Hustota - 3,47-3,55 g / cm3;

Index lomu je 2,417-2,419.

Diamant v starej gréčtine znamená „nezničiteľný“, no vedci objavili ešte 9 prvkov, ktoré ho svojou silou prekonávajú. Napriek nekonečnej existencii diamantu v bežnom prostredí, pri vysokej teplote a inertnom plyne sa môže zmeniť na grafit. Diamant je referenčný prvok (na Mohsovej stupnici), ktorý má jednu z najvyšších hodnôt tvrdosti. Pre neho, ako pre mnohých drahokamy, vyznačujúci sa luminiscenciou, ktorá jej umožňuje svietiť pri pôsobení slnečného žiarenia.

Každý vie, že momentálne je etalónom tvrdosti diamant, t.j. pri určovaní tvrdosti materiálu sa za základ berie index tvrdosti diamantu. V našom článku sa pozrieme na desať najtvrdších materiálov na svete a uvidíme, aké tvrdé sú v porovnaní s diamantom. Materiál sa považuje za supertvrdý, ak sú jeho hodnoty vyššie ako 40 GPa. Malo by sa vziať do úvahy, že tvrdosť materiálu môže kolísať v závislosti od vonkajších faktorov, najmä od zaťaženia, ktoré naň pôsobí. Takže, tu je desať najtvrdších materiálov na svete.

10. Suboxid bóru

Suboxid bóru pozostáva zo zŕn, ktoré majú tvar konvexných dvadsaťhedra. Tieto zrná sa skladajú z dvadsiatich polyedrických kryštálov, ktorých strany sú štyri trojuholníky. Suboxid bóru má zvýšenú pevnosť 45 GPa.

9. Diborid rénia

Diborid rénium je veľmi zaujímavý materiál. Pri nízkej záťaži sa chová ako superhard, má pevnosť 48 GPa a pri záťaži klesá tvrdosť na 22 GPa. Táto skutočnosť spôsobuje búrlivé diskusie medzi vedcami na celom svete o tom, či by sa diborid rénia mal považovať za supertvrdý materiál.

8. Borid horčíka a hliníka

Borid horčíka a hliníka je zliatina hliníka, horčíka a bóru. Tento materiál má neuveriteľne nízku mieru klzného trenia. Táto jedinečná vlastnosť by mohla byť skutočným nálezom pri výrobe rôznych mechanizmov, pretože časti z boridu horčíka a hliníka sú schopné pracovať bez mazania. Bohužiaľ, zliatina je neuveriteľne drahá, čo je tento moment uzatvára cestu jeho širokému uplatneniu. Tvrdosť boridu horčíka a hliníka je 51 GPa.

7. Bór-uhlík-kremík

Bór-uhlík-kremíková zlúčenina má neuveriteľnú odolnosť voči extrémnym teplotám a chemickým vplyvom. Tvrdosť bór-uhlík-kremík je 70 GPa.

6. Karbid bóru

Karbid bóru bol objavený v 18. storočí a začal sa takmer okamžite používať v mnohých priemyselných odvetviach. Používa sa pri spracovaní kovov a zliatin, pri výrobe chemického skla, ako aj v energetike a elektronike. Používa sa ako základný materiál pre pancierové dosky. Tvrdosť karbidu bóru je 49 GPa a pridaním argónu vo forme iónov k nemu možno toto číslo zvýšiť na 72 GPa.

5. Nitrid uhlík-bór

Nitrid uhlík-bór je jedným z predstaviteľov výdobytkov modernej chémie, bol syntetizovaný pomerne nedávno.Tvrdosť nitridu uhlík-bór je 76 GPa.

4. Nanoštruktúrovaný kubonit

Nanoštruktúrovaný kubonit má iné názvy: kingsongit, borazón alebo elbor. Materiál má ukazovatele tvrdosti blízke diamantu a úspešne sa používa v priemysle pri spracovaní rôznych kovov a zliatin. Tvrdosť nanoštruktúrovaného kubonitu je 108 GPa.

3. Wurtzit nitrid bóru

Štruktúra kryštálov tejto látky má špeciálny wurtzitový tvar, ktorý jej umožňuje byť jedným z lídrov v tvrdosti. Pri zaťažení sa väzby medzi atómami v kryštálovej mriežke prerozdelia a tvrdosť materiálu sa zvýši takmer o 75 %! Tvrdosť wurtzitového nitridu bóru je 114 GPa.

2. Lonsdaleite

Lonsdaleit je štruktúrou veľmi podobný diamantu, pretože obe sú alotropnými modifikáciami uhlíka. Lonsdaleit bol objavený v lieviku meteoritu, ktorého jednou zo zložiek bol grafit. Zdá sa, že zo zaťaženia spôsobeného výbuchom meteoritu sa grafit zmenil na lonsdaleit. Keď bol objavený, lonsdaleit nevykazoval žiadnu zvláštnu majstrovskú tvrdosť, ale bolo dokázané, že bez nečistôt v ňom bude tvrdší ako diamant! Osvedčená tvrdosť lonsdaleitu je až 152 GPa

1. Fullerit

Je čas zvážiť najťažšiu látku na svete - fullerit. Fullerit je kryštál, ktorý sa skladá skôr z molekúl než z jednotlivých atómov. Vďaka tomu má fullerit fenomenálnu tvrdosť, dokáže ľahko poškriabať diamant, rovnako ako oceľ poškriabe plast! Tvrdosť fulleritu je 310 GPa.

Fullerit

Uviedli sme zoznam momentálne najtvrdších materiálov na svete. Ako vidíte, medzi nimi je dosť látok tvrdších ako diamant a možno nás čakajú ďalšie nové objavy, ktoré nám umožnia získať materiály s ešte vyššou tvrdosťou!

Odolné materiály majú široké využitie. Existuje nielen najtvrdší kov, ale aj najtvrdšie a najpevnejšie drevo, ako aj najpevnejšie materiály vyrobené človekom.

Kde sa používajú najodolnejšie materiály?

Odolné materiály sa používajú v mnohých oblastiach života. Chemici v Írsku a Amerike teda vyvinuli technológiu, pomocou ktorej sa vyrábajú odolné textilné vlákna. Vlákno tohto materiálu má priemer päťdesiat mikrometrov. Je vytvorený z desiatok miliónov nanorúrok, ktoré sú navzájom spojené pomocou polyméru.

Pevnosť v ťahu tohto elektricky vodivého vlákna je trikrát vyššia ako pevnosť siete pavúka tkajúceho gule. Výsledný materiál sa používa na výrobu ultraľahkej nepriestrelnej vesty a športového vybavenia. Názov ďalšieho odolného materiálu je ONNEX, vytvorený na objednávku Ministerstva obrany USA. Okrem využitia pri výrobe nepriestrelných viest, nový materiál možno použiť aj v systémoch riadenia letu, senzoroch, motoroch.

Existuje technológia vyvinutá vedcami, vďaka ktorej sa premenou aerogélov získavajú odolné, tvrdé, priehľadné a ľahké materiály. Na ich základe je možné vyrábať ľahké pancierovanie, pancier pre tanky a odolné stavebné materiály.

Novosibirskí vedci vynašli plazmový reaktor nového princípu, vďaka ktorému je možné vyrábať nanotubulén, vysokovýkonný umelý materiál. Tento materiál bol objavený pred dvadsiatimi rokmi. Je to hmota elastickej konzistencie. Pozostáva z plexusov, ktoré nie je možné vidieť voľným okom. Hrúbka stien týchto plexusov je jeden atóm.

Skutočnosť, že atómy sú do seba akosi vnorené podľa princípu „ruskej hniezdnej bábiky“, robí z nanotrubíc známy najodolnejší materiál. Keď sa tento materiál pridá do betónu, kovu, plastu, výrazne sa zvýši ich pevnosť a elektrická vodivosť. Nanotubulén pomôže urobiť autá a lietadlá odolnejšími. Ak sa nový materiál dostane do širokej výroby, cesty, domy a zariadenia sa môžu stať veľmi odolnými. Zničiť ich bude veľmi ťažké. Nanotubulén ešte nebol zavedený do rozsiahlej výroby kvôli veľmi vysokým nákladom. Novosibirským vedcom sa však podarilo výrazne znížiť náklady na tento materiál. Teraz sa nanotubulén môže vyrábať nie v kilogramoch, ale v tonách.

Najtvrdší kov

Zo všetkých známych kovov je chróm najtvrdší, ale jeho tvrdosť závisí vo veľkej miere od jeho čistoty. Jeho vlastnosti sú odolnosť proti korózii, tepelná odolnosť a žiaruvzdornosť. Chróm je belavo-modrý kov. Jeho tvrdosť podľa Brinella je 70-90 kgf/cm2. Teplota topenia najtvrdšieho kovu je tisíc deväťsto sedem stupňov Celzia pri hustote sedemtisíc dvesto kg / m3. Tento kov sa nachádza v zemskej kôre v množstve 0,02 percenta, čo je pomerne veľa. Zvyčajne sa vyskytuje ako chrómželezný kameň. Chróm sa ťaží zo silikátových hornín.

Tento kov sa používa v priemysle, tavenie chrómovej ocele, nichrómu a tak ďalej. Používa sa na antikorózne a dekoratívne nátery. Chróm je veľmi bohatý na kamenné meteority padajúce na Zem.

Najodolnejší strom

Existuje drevo, ktoré je pevnejšie ako liatina a dá sa porovnať s pevnosťou železa. Hovoríme o „Schmidtovej breze“. Hovorí sa jej aj Železná breza. Človek nepozná odolnejší strom ako tento. Otvoril ho ruský botanik Schmidt na Ďalekom východe.

Drevo prevyšuje pevnosť liatiny jedenapolkrát, pevnosť v ohybe je približne rovnaká ako pevnosť železa. Vďaka takýmto vlastnostiam môže železná breza niekedy nahradiť kov, pretože toto drevo nepodlieha korózii a rozkladu. Trup lode zo Železnej brezy sa nedá ani natrieť, korózia loď nezničí, pôsobenie kyselín sa jej tiež nebojí.

Schmidtovu brezu neprepichne guľka, nezrežeš ju sekerou. Zo všetkých brez na našej planéte je to breza železná, ktorá je dlhoveká – dožíva sa štyristo rokov. Jeho miestom rastu je prírodná rezervácia Kedrovaya Pad. Ide o vzácny chránený druh, ktorý je uvedený v Červenej knihe. Nebyť takej vzácnosti, odolné drevo tohto stromu by sa dalo použiť všade.

Ale najvyššie stromy na svete, sekvoje, nie sú veľmi odolným materiálom.

Najsilnejší materiál vo vesmíre

Grafén je najsilnejší a zároveň najľahší materiál v našom vesmíre. Ide o uhlíkovú platňu, ktorá má hrúbku iba jeden atóm, no je pevnejšia ako diamant a jej elektrická vodivosť je stokrát vyššia ako u kremíka počítačových čipov.

Grafén čoskoro odíde vedeckých laboratóriách. Všetci vedci sveta dnes hovoria o jeho jedinečných vlastnostiach. Takže pár gramov materiálu bude stačiť na pokrytie celého futbalového ihriska. Grafén je veľmi pružný, dá sa zložiť, ohnúť, zrolovať.

Možné oblasti jeho použitia - solárne panely, Mobilné telefóny, dotykové obrazovky, superrýchle počítačové čipy.
Prihláste sa na odber nášho kanála v Yandex.Zen

Ľahký a pevný materiál na hmotnosť, ako hliník, ale takmer 25-krát pevnejší vďaka použitiu nanorúriek z nitridu bóru.

Popis:

kompozitný materiál na báze hliníka. Je ľahký ako hliník, ale takmer 25-krát pevnejší, vďaka čomu je porovnateľný s oceľ. Posilnenie sa vykonáva pomocou nanorúrok nitridu bóru.

Nanorúrky nitridu bóru sú štrukturálnymi analógmi uhlíkové nanorúrky. Nitrid bóru (chemický vzorec: BN) je binárna zlúčenina bóru a dusíka. Nitrid bóru, podobne ako uhlík, môže vytvárať pláty s hrúbkou jedného atómu, ktoré sa valcujú do valcov, aby vytvorili nanorúrky.

Nanorúrky z nitridu bóru. Mierka - 1 mikrometer:

Typy kompozitov:

– nanokompozity vytvorené nanášaním kovov na nanorúrky;

– tenký pásik, ktorý vyzerá ako obyčajný hliník, no sú v ňom vložené nanoštruktúry. Pevnosť týchto štruktúr prevyšuje oceľ 50-krát.

Výhody nanorúrok z nitridu bóru:

- rovné, elastické, ich umiestnenie je ľahšie ovládateľné, čím sa dosiahne jednotná, a teda odolnejšia štruktúra materiálu;

– v porovnaní s uhlíkovými nanorúrkami sú stabilnejšie pri vysoké teploty;

– možno použiť na tienenie neutrónového a ultrafialového žiarenia;

– majú piezoelektrické vlastnosti - pri natiahnutí môžu generovať elektrický náboj;

- Nitrid bóru je chemicky pasívny, slabo reaguje s kyselinami a roztokmi.

Materiálové výhody:

- zariadenia vyrobené z ľahkého a odolného materiálu budú ľahšie, pričom si zachovajú ďalšie dôležité vlastnosti;

– zníženie spotreby paliva pri preprave dielov vyrobených z ľahkých a trvalé materiálu, čím sa zvyšuje rozsah pohybu a objem prepravovaného tovaru.

Je možné použiť ľahký a odolný materiál:

– v konštrukcii lietadiel;

– v strojárstve;

– v výstavby rôzne stupne zložitosti;

– v biomedicíne atď.

Viete, aký materiál na našej planéte je považovaný za najpevnejší? Všetci zo školy vieme, že diamant je najsilnejší minerál, no ani zďaleka nie najsilnejší.

Tvrdosť nie je hlavnou vlastnosťou, ktorá charakterizuje hmotu. Niektoré vlastnosti môžu zabrániť poškriabaniu, zatiaľ čo iné môžu podporiť elasticitu. Chcete vedieť viac? Tu je hodnotenie materiálov, ktoré bude veľmi ťažké zničiť.

Diamant v celej svojej kráse

Klasický príklad sily, uviaznutý v učebniciach a hlavách. Jeho tvrdosť znamená odolnosť proti poškriabaniu. Na Mohsovej stupnici (kvalitatívna stupnica, ktorá meria odolnosť rôznych minerálov) má diamant skóre 10 (stupnica je od 1 do 10, kde 10 je najtvrdšia látka). Diamant je taký tvrdý, že na jeho rezanie je potrebné použiť iné diamanty.

Web, ktorý dokáže zastaviť airbus

Darwinova pavučina je často označovaná ako najzložitejšia biologická látka na svete (hoci toto tvrdenie je teraz spochybňované vynálezcami), je pevnejšia ako oceľ a pevnejšia ako kevlar. Jeho hmotnosť je nemenej pozoruhodná: vlákno dostatočne dlhé na to, aby obklopilo Zem, váži iba 0,5 kg.

Airbrush v bežnom balení

Táto syntetická pena je jednou z najľahších stavebné materiály vo svete. Airbrush je asi 75-krát ľahší ako polystyrén (ale oveľa silnejší!). Tento materiál môže byť stlačený až na 30-násobok pôvodnej veľkosti bez toho, aby bola narušená jeho štruktúra. Ďalší zaujímavý bod: airbrush dokáže vydržať hmotnosť 40 000-násobku vlastnej hmotnosti.

Sklo počas nárazovej skúšky

Túto látku vyvinuli vedci v Kalifornii. Mikrolegované sklo má takmer dokonalú kombináciu tuhosti a pevnosti. Dôvodom je, že jeho chemická štruktúra znižuje krehkosť skla, ale zachováva tuhosť paládia.

Volfrámová vŕtačka

Karbid volfrámu je neuveriteľne tvrdý a má kvalitatívne vysokú tuhosť, ale je dosť krehký a dá sa ľahko ohnúť.

Karbid kremíka vo forme kryštálov

Tento materiál sa používa pri výrobe pancierovania bojových tankov. V skutočnosti sa používa takmer vo všetkom, čo môže chrániť pred guľkami. Má Mohsovu tvrdosť 9 a má tiež nízku tepelnú rozťažnosť.

Molekulárna štruktúra nitridu bóru

Kubický nitrid bóru, ktorý je približne taký silný ako diamant, má jednu dôležitú výhodu: je nerozpustný v nikle a železe pri vysokých teplotách. Z tohto dôvodu sa môže použiť na spracovanie týchto prvkov (diamantové formy nitridov so železom a niklom pri vysokých teplotách).

Dyneema kábel

Považuje sa za najsilnejšie vlákno na svete. Možno vás prekvapí fakt, že dyneema je ľahšia ako voda, no dokáže zastaviť guľky!

zliatinová rúrka

Zliatiny titánu sú mimoriadne flexibilné a majú veľmi vysokú pevnosť v ťahu, ale nemajú rovnakú tuhosť ako zliatiny ocele.

Amorfné kovy ľahko menia tvar

Liquidmetal bol vyvinutý spoločnosťou Caltech. Napriek názvu tento kov nie je tekutý a pri izbovej teplote má vysokú úroveň pevnosti a odolnosti proti opotrebeniu. Pri zahrievaní môžu amorfné zliatiny zmeniť tvar.

Budúci papier môže byť tvrdší ako diamanty

Tento najnovší vynález je vyrobený z drevnej buničiny, pričom má vyšší stupeň pevnosti ako oceľ! A oveľa lacnejšie. Mnohí vedci považujú nanocelulózu za lacnú alternatívu paládiového skla a uhlíkových vlákien.

škrupina podšálky

Už sme spomenuli, že Darwinove pavúky tkajú jeden z najsilnejších organických materiálov na Zemi. Napriek tomu sa ukázalo, že zuby morského lipňa sú ešte silnejšie ako pavučiny. Zuby Limpet sú mimoriadne tvrdé. Dôvodom týchto úžasných vlastností je účel: zbieranie rias z povrchu skál a koralov. Vedci sa domnievajú, že v budúcnosti by sme mohli skopírovať vláknitú štruktúru lipnicových zubov a využiť ju v automobilovom priemysle, lodiach a dokonca aj v leteckom priemysle.

Raketový stupeň, v ktorom mnoho uzlov obsahuje maragingové ocele

Táto látka spája vysokú úroveň pevnosti a tuhosti bez straty elasticity. Oceľové zliatiny tohto typu sa používajú v leteckých a priemyselných výrobných technológiách.

kryštál osmia

Osmium je mimoriadne husté. Používa sa pri výrobe vecí, ktoré si vyžadujú vysoký stupeň pevnosť a tvrdosť ( elektrické kontakty, rukoväte násadcov atď.).

Kevlarová prilba zastavila guľku

Kevlar, ktorý sa používa vo všetkom od bubnov až po nepriestrelné vesty, je synonymom húževnatosti. Kevlar je druh plastu, ktorý má extrémne vysokú pevnosť v ťahu. V skutočnosti je asi 8-krát väčší ako oceľový drôt! Znesie aj teploty okolo 450 ℃.

Rúry Spectra

Vysokovýkonný polyetylén je skutočne pevný plast. Táto ľahká, pevná niť vydrží neuveriteľné napätie a je desaťkrát pevnejšia ako oceľ. Podobne ako Kevlar, Spectra sa používa aj na balisticky odolné vesty, prilby a obrnené vozidlá.

Flexibilná grafénová obrazovka

Doska grafénu (alotrop uhlíka) s hrúbkou jedného atómu je 200-krát pevnejšia ako oceľ. Hoci grafén vyzerá ako celofán, je skutočne úžasný. Na prepichnutie štandardného listu formátu A1 z tohto materiálu by bol potrebný školský autobus vyvážený na ceruzke!

Nová technológia, ktorá by mohla zmeniť naše chápanie sily

Táto nanotechnológia je vyrobená z uhlíkových rúrok, ktoré sú 50 000-krát tenšie ako ľudský vlas. To vysvetľuje, prečo je 10-krát ľahší ako oceľ, ale 500-krát pevnejší.

mikromriežkové zliatiny sa pravidelne používajú v satelitoch

Najľahší kov na svete, kovová mikromriežka je zároveň jedným z najľahších konštrukčných materiálov na Zemi. Niektorí vedci tvrdia, že je 100-krát ľahší ako polystyrén! Porézny, ale mimoriadne pevný materiál sa používa v mnohých oblastiach techniky. Boeing sa zmienil o jeho použití pri výrobe lietadiel, najmä pri podlahách, sedadlách a stenách.

Model nanotrubíc

Uhlíkové nanorúrky (CNT) možno opísať ako „bezšvíkové valcové duté vlákna“, ktoré pozostávajú z jedinej valcovanej molekulárnej vrstvy čistého grafitu. Výsledkom je veľmi ľahký materiál. V nanoúrovni sú uhlíkové nanorúrky 200-krát pevnejšie ako oceľ.

Fantastický airbrush je ťažké čo i len opísať!

Tiež známy ako grafénový aerogél. Predstavte si silu grafénu v kombinácii s nepredstaviteľnou ľahkosťou. Aerogél je 7-krát ľahší ako vzduch! Tento neuveriteľný materiál sa dokáže úplne zotaviť z viac ako 90% kompresie a dokáže absorbovať až 900-násobok svojej vlastnej hmotnosti v oleji. Očakáva sa, že tento materiál by sa dal použiť na čistenie ropných škvŕn.

Hlavná budova Massachusetts Polytechnic

V čase písania tohto článku sa vedci z MIT domnievajú, že objavili tajomstvo maximalizácie 2D sily grafénu v 3D. Ich zatiaľ nepomenovaná látka môže mať zhruba 5 % hustotu ocele, ale 10-krát väčšiu pevnosť.

Molekulárna štruktúra karabíny

Napriek tomu, že ide o jeden reťazec atómov, karabína má dvojnásobnú pevnosť v ťahu ako grafén a trojnásobnú tvrdosť diamantu.

rodisko nitridu bóru

Táto prírodná látka sa vyrába v prieduchoch aktívnych sopiek a je o 18% pevnejšia ako diamant. Je to jedna z dvoch prirodzene sa vyskytujúcich látok, o ktorých sa teraz zistilo, že sú tvrdšie ako diamanty. Problém je v tom, že tejto látky tam nie je veľa a teraz je ťažké s istotou povedať, či je toto tvrdenie 100% pravdivé.

Meteority sú hlavnými zdrojmi lonsdaleitu

Táto látka, známa aj ako šesťuholníkový diamant, pozostáva z atómov uhlíka, no sú len inak usporiadané. Spolu s wurtzitom a nitridom bóru je jednou z dvoch prírodných látok tvrdších ako diamant. V skutočnosti je Londsdaleite o 58% ťažší! Rovnako ako v prípade predchádzajúcej látky je však v relatívne malých objemoch. Niekedy sa to stane, keď sa grafitové meteority zrazia s planétou Zem.

Budúcnosť nie je ďaleko, takže do konca 21. storočia môžeme očakávať objavenie sa ultra pevných a ultraľahkých materiálov, ktoré nahradia kevlar a diamanty. Dovtedy možno len prekvapiť vývoj moderných technológií.