Vet du hva det sterkeste materialet på jorden er? Du gjettet gjerne diamant riktig? Vel, på en vis måte har du rett. Det er ofte referert til som det vanskeligste naturlige stoffet på jorden. Men som med de fleste ting, er dette svaret langt over forenklet. Først er hardhet (og styrke) ikke en eneste egenskap. Materialer kan være veldig sterke på en måte, men ikke en annen. Noen motstår å skrape bedre mens andre kan absorbere kraft bedre. Og så er det nye syntetiske materialer som kombinerer mange av disse egenskapene. Så la oss komme til det, disse er de 25 sterkeste materialene som er kjent for mannen!
Diamant
Dette er den klassiske. Selvfølgelig, vær oppmerksom på at hardhet i dette tilfellet refererer til "ripebestandighet". I Mohs-skalaen (en kvalitativ skala som måler motstanden til forskjellige mineraler) kommer en diamant på en 10 (skalaen går fra 1 til 10, hvor 10 er det vanskeligste). En diamant er så vanskelig, at andre diamanter må brukes til å kutte den.
Darwin bark edderkopper silke
Ofte referert til som det tøffeste biologiske stoffet i verden (selv om denne påstanden nå blir bestridd av et annet biologisk materiale), er Darwin bark edderkoppens web sterkere enn stål og tøffere enn kevlar. Like bemerkelsesverdig er det vekt. En streng som er lang nok til å omslutte jordens diameter, vil bare veie et halvt kilo.
Aerographite
Dette syntetiske skummet er et av verdens letteste strukturelle materialer. Det er omtrent 75 ganger lettere enn styrofoam (men mye sterkere!). Dette materialet kan komprimeres til en 30 av sin opprinnelige størrelse uten skade på strukturen. En annen måte å se på: Aerographite kan bære opptil 40.000 ganger sin egen vekt.
Palladium mikroalloy glass
Utviklet av forskere i California, har dette stoffet nesten den perfekte kombinasjonen av seighet og styrke. Årsaken til dette er at dets kjemiske struktur motvirker brittleness av glass, men opprettholder fortsatt sin styrke.
Wolframkarbid
Tungstenkarbid er utrolig vanskelig og har veldig god avkastningsstyrke, men det er ganske sprø når den er bøyd eller knust.
Silisiumkarbid
Dette er det grunnleggende materialet som brukes i kamptanker. Egentlig brukes den i nesten alt som avbøyer kuler, grinder eller bryter. Den har en Mohs hardiness rating på 9 og har også en lav termisk ekspansjon.
Kubisk boritrid
Omtrent like sterk som diamant har kubisk bornitrid en stor fordel ... det er uoppløselig i nikkel og jern ved høye temperaturer. Av denne grunn kan det brukes til å maskinere disse elementene (diamantformer nitrider med jern og nikkel ved høye temperaturer).
Dyneema
Det er hevdet å være den sterkeste fiberen i verden. Kanskje den mest fantastiske tingen om det er at til tross for å være lettere enn vann ... det kan stoppe kuler!
Titan legeringer
Titanlegeringer er ekstremt fleksible og har veldig høy strekkstyrke, men er ikke helt like harde som stållegeringer.
Liquidmetal
Utviklet ved Caltech, er dette stoffet veldig godt avrundet når det gjelder styrke. Det er i utgangspunktet en jack av alle handler, men en mester på ingen. Det har høye nivåer av hardhet, strekkfasthet og motstand mot tretthet.
Nanocellulose
Utformet av tremasse, er dette nye vidundermaterialet sterkere enn stål! Det er også billigere. Faktisk har nanocellulose blitt vurdert som et billigere alternativ til glass og karbonfiber.
Limpet tenner
Tidligere nevnte vi hvordan Darwin bark edderkoppens web var et av de sterkeste biologiske materialene på jorden. Men Limpet tenner viser seg å være enda sterkere enn spindelbaner. Tennene til limpets (akvatiske snegler) er ekstremt tøffe. De må være, fordi de er vant til å fjerne alger fra steinflater. Forskere mener at vi i fremtiden kunne kopiere den fibrøse strukturen av limpet-tenner og bruke den i biler, båter og til og med fly.
Maraging stål
Dette stoffet kombinerer ekstrem styrke og seighet uten å miste formbarhet. Det finner mange bruksområder innen luftfart og verktøysteknologi.
osmium
Et ekstremt tett element, osmium, brukes til ting som krever høy holdbarhet og hardhet (elektriske kontakter, fontenepennene osv.).
Kevlar
Brukt i alt fra trommeskinn til kulefaste vester, er kevlar nesten synonymt med hardhet. Kevlar er en type plast som har ekstremt høy strekkfasthet. Faktisk er strekkfastheten omtrent 8 ganger så stor som en ståltråd! Det kan også tåle temperaturer på rundt 450 ℃.
Spectra
Høyytende polyetylen er i utgangspunktet veldig sterk plast. Denne lette, sterke tråden tåler en utrolig spenning og er ti ganger sterkere enn stål (pund per pund). I likhet med kevlar brukes Spectra også til ballistiske motstandsdyktige vester, hjelmer og pansrede kjøretøyer.
graphene
Som en allotrop av karbon er et et-tykt ark 200 ganger sterkere enn stål. Selv om det ser ut som saran wrap ... lykke til å briste gjennom det. Du må balansere en skolebuss på toppen av en blyant på toppen av grafen for å peke et hull i arket!
buckypaper
Denne nanoteknologien er laget av karbonrør som er 50.000 ganger tynnere enn menneskehår. Dette forklarer hvorfor det er 10 ganger lettere enn stål, men 500 ganger sterkere.
Metallisk microlattice
Verdens letteste metall, metallisk microlattice er også et av de letteste strukturelle materialene på jorden. Noen hevder at det er 100 ganger lettere enn Styrofoam! Som et syntetisk og porøst, men ekstremt sterkt materiale, har det mange bruksområder. Boeing har nevnt å bruke den i fremstilling av fly, hovedsakelig i gulv, seterammer og vegger.
Carbon nanorør
Kullnanorør (CNT) er i enkle uttrykk "sømløse sylindriske hule fibre" som består av et enkelt ark med ren grafitt. Resultatet er et ekstremt lett materiale. På nanokanalen har karbonnanorørene utstilt styrker på 200 ganger den av stål.
Aerographene
Også kjent som grafen airgel, forestille seg seigheten av grafen kombinert med ufattelig lyshet. Du kan ikke forestille deg det kan du? Vel, la oss gjøre det enda mer ufattelig ... det er 7 ganger lettere enn luft! Dette utrolige materialet kan gjenopprette fullstendig etter mer enn 90% kompresjon og kan absorbere opptil 900 ganger egen vekt i olje. Det er håp om at dette materialet kan brukes til å knuse oljeutslipp.
Som av ikke-navngitt substans under utvikling ved MIT
I følge dette skrivet mener forskere ved MIT at de har funnet hemmeligheten for å maksimere grafens 2-dimensjonale styrke i 3 dimensjoner. Deres som av uavhengig navngitt stoff kan ha omtrent 5% tetthet av stål, men 10 ganger styrke.
Carbyne
Til tross for bare å være en enkelt kjede av atomer, har carbyne to ganger strekkfastheten til grafen og tre ganger stivheten i diamant.
Wurtzit-boritrid
Denne naturlige substansen produseres under intensiteten av vulkanske eksplosjoner og er 18% vanskeligere enn diamant. Det er en av kun to naturlig forekommende stoffer som nylig har blitt funnet å overstige diamanter i form av hardhet. Problemet er at det ikke er mye av dette stoffet der ute, og det er vanskelig å faktisk teste det.
Lonsdaleite
Også kjent som sekskantet diamant, er dette stoffet også laget av karbonatomer, men de er bare ordnet annerledes. Sammen med wurtzittbornitrid er det ett av to naturlige stoffer som er vanskeligere enn diamant. Faktisk er det 58% vanskeligere! Som med det forrige stoffet, er det imidlertid relativt mangelfullt. Det er noen ganger dannet når meteoritter som inneholder grafitt påvirker Jorden.
Utvalgte bilder: pixabay (offentlig domene)
25-24. pixabay (offentlig domene), 23. BrokenSphere, Styrofoam peanøtter, CC BY-SA 3.0, 22-21. pixabay (offentlig domene), 20. Tiia Monto, Museum Mensch und Natur - silisiumkarbid, CC BY-SA 4.0, 19. wikimedia commons (offentlig domene), 18. Justsail, LIROS Dyneema hollow, CC BY-SA 3.0, 17. Alchemist-hp (pse-mendelejew.de), Titan-krystallbjelke, CC BY-SA 3.0 DE, 16-13. pixabay (offentlig domene), 12. Periodictableru www.periodictable.ru, Osmium cluster, CC BY 3.0, 11. wikimedia commons (offentlig domene), 10. © Tomas Castelazo, www.tomascastelazo.com / Wikimedia Commons / CC BY-SA 3.0, Hdpe rørinstallasjon, CC BY-SA 3.0, 9-7. pixabay (offentlig domene), 6. User Mstroeck på en.wikipedia, Typer Carbon Nanotubes, CC BY-SA 3.0, 5. wikimedia commons (offentlig domene), 4. pixabay (offentlig domene), 3. Smokefoot, IBIVAQ (= CSD-kode), CC BY-SA 4.0, 2-1. pixabay (offentlig domene)