Что является самым прочным материалом в мире? Самые прочные материалы в мире

Самые прочные материалы в мире

Со времен индустриальной революции в XVIII веке человек постоянно искал более прочные строительные материалы. От камня к кирпичу, от бетона к стали - инновации в сфере строительных материалов стали неотъемлемым элементом развития архитектуры. Десятилетиями сталь считалась лидером отрасли по прочности и применялась в возведении зданий всех типов. Но недавно исследователи стали искать альтернативу самым прочным строительным материалам, и результаты их приятно удивили.

Кевлар больше известен в военной среде, так как был изобретен в качестве альтернативы металлической броне. Хотя мало кто знает о его прочности на разрыв и способности выдерживать огромный вес. С момента изобретения в 1965 г. это синтетическое пластиковое волокно стало неимоверно популярным благодаря способности противостоять ударам ножа, пулям и даже огню. Сейчас кевлар считается самым прочным синтетическим волокном из когда-либо созданных.В архитектуре кевлару есть, где разгуляться. В частности, волокно может заменить стальные тросы благодаря огромной прочности на разрыв и долговечности. Тросы из кевлара можно применять в подвесных мостах, лифтах и внутренних структурах небоскребов.

Углеродные нанотрубки, созданные из микроскопических цилиндрических трубок, позволяют переосмыслить значение арматуры. Если сгруппировать такие трубки, их можно использовать как поверхность, которая по прочности и проницаемости не уступит стекловолокну или углеродному волокну. Но, возможно, самое удивительное в нанотрубках - это их способность растягиваться: один квадратный дюйм "нанотрубочного леса" (группы трубок) можно преобразовать в две мили пряжи без потери прочности на разрыв. Как стало известно ProfiDOM.com.ua, благодаря гибкости и легкому весу материал может использоваться в армировании, в частности, как замена стальной арматуры. Но исследователи пока еще не слишком уверены в безопасности использования углеродных нанотрубок в коммерческом строительстве.

О морских раковинах редко вспоминают, когда пытаются найти прочные материалы, но недавно исследователи открыли прочность на сжатие раковин морского ушка - моллюска, обитающего в соленой воде. Как и у всех морских созданий, раковина морского ушка становится плотнее с течением времени, а состоит она из карбоната кальция и имеет такой же химический состав, как и мел. Но, в отличие от своих сородичей, раковина морского ушка гораздо прочнее: благодаря уникальному процессу наслоения карбонат кальция становится практически непроницаемым. Атомы кальция, углерода и кислорода находятся без движения, благодаря чему раковина приобретает невероятную прочность, а само морское ушко - значительную защиту.Конечно, архитекторы не собираются использовать моллюсков в качестве строительных материалов, но они могут многое почерпнуть из строения раковины морского ушка. Если правильно воспроизвести структуру слоев раковины, то ее прочность сможет составить конкуренцию кирпичу, цементу и бетону.

По информации ProfiDOM.com.ua, пределом прочности большим, чем у стали и кевлара, а также способностью растягиваться на 140% своей длины, не ломаясь, обладает паучий шелк. Исследователи, вдохновившись удивительно прочной паутиной, решили изучить ее потенциал в промышленности. Как и в случае со слоями раковины морского ушка, паучий шелк можно использовать, лишь задействовав сотни нитей. В результате получается до странного прочный трос, способный выдерживать вес, превосходящий все ожидания.В Американском музее естественной истории в Нью-Йорке хранится самый большой гобелен, сотканный при помощи 1,06 млн. пауков на Мадагаскаре. Сразу напрашивается вопрос: что этот новый материал может дать архитекторам? Его можно использовать для создания прочных фасадов или подвесных тросов. У паучьего шелка есть потенциал внедрить природный компонент в строительство. Поэтому исследователи взялись за разработку искусственного материала.

profidom.com.ua

Самые лёгкие и прочные материалы на Земле

Самые лёгкие и необычайно прочные материалы называют будущим строительства. Эти материалы помогут создавать более энергоэффективные и экологически чистые объекты во всех сферах жизни людей — от медицинских технологий до транспорта.

Среди множества инновационных материалов, которые не так давно казались просто фантастикой, особо передовыми и перспективными являются:

Созданный из чистого углерода этот ультратонкий графен считается одним из самых прочных материалов на Земле. Но недавно исследователи из Массачусетского технологического института смогли превратить двухмерный графен в трёхмерную структуру. Они создали новый материал с губчатой структурой. Плотность 3D-графена равна всего 5 процентам от плотности стали, но благодаря особой структуре он в 10 раз прочнее стали.

По словам создателей, 3D-графен имеет большой потенциал применения во многих областях.

Что касается его технологии создания, то её можно применить и для других материалов, от полимеров до конструкционного бетона. Это позволит не только производить структуры, которые прочнее и легче, но и имеющие повышенные изоляционные свойства. Кроме того, пористые структуры могут быть использованы в системах фильтрации воды или отходов химических заводов.

Весной прошлого года группа австрийских исследователей успешно синтезировала карбин (Carbyne) — форму углерода, которая является самой прочной из всех известных материалов и даже превосходит графен.

Карбин состоит из одномерной цепочки атомов углерода, которая химически активна, что делает её очень сложной для синтеза. Считается, что негибкий материал в два раза прочнее углеродных нанотрубок. Карбин может применяться в наномеханике, нано- и микроэлектронике.

Созданный из сети пористых углеродных трубок, аэрографит представляет собой синтетическую пену. Это один из самых лёгких конструкционных материалов, созданных когда-либо. Аэрографит разработали исследователи из Университета Киля и Технического университета Гамбурга. Аэрографит может быть изготовлен в различных формах, его плотность всего 180 г/м3, что в 75 раз легче, чем пенополистирол. Этот материал можно использовать в электродах литий-ионных батарей, чтобы уменьшить их вес.

Известный также как графен-аэрогель, это лёгкий материал с плотностью всего 0,16 млг/см3, что в 7,5 раза меньше плотности воздуха. К тому же это очень эластичный материал, и он способен поглотить до 900 раз больше масел и воды, чем весит сам. Это свойство аэрографена очень важно: он сможет поглощать разливы нефти в океанах.

Подобными свойствами обладает губка Oleo Sponge, которая уже тестируется исследователями из Аргонны.

Металлическая микрорешётка — один из самых лёгких конструкционных материалов. Это синтетическая пористая структура, изготовленная из никель-фосфорных нитей, которые в 1000 раз тоньше человеческого волоса. Плотность микрорешётки 0,9 млг/см3.

Потенциальные области её применения — автомобилестроение, авиационная техника и многое другое.

Морское блюдечко — это общее название, данное водным улиткам с раковинами, имеющими широкую коническую форму.

Исследователи из Портсмутского университета обнаружили, что у морских блюдечек невероятно крепкие зубы, и они могут быть сверхпрочным материалом в мире. В основе Limpet teeth — минерально-белковый композит, состоящий из плотно упакованных минеральных волокон. Благодаря этому он даже прочнее паутины. Искусственный композиционный материал, созданный по подобию limpet teeth, может применяться для конструирования прочных самолётов, автомобилей, пуленепробиваемых жилетов, компьютерной электроники и даже зубных пломб. Потенциальные приложения для использования практически бесконечны: ведь размер материала не влияет на его прочность.

По материалам: Inhabitat.

www.epochtimes.com.ua

25 самых крепких известных материалов

Подписаться
Лента публикаций
Последние публикации
Лучшие публикации
- за все время
- за полгода
- за месяц
Категории
- Города и страны
- Здоровье
- Изобретения
- Интересные факты
- История
- Космос
- Наука
- Природа
- Рекорды
- Технологии
- Человек

Наука и техника Подписаться Войти / РЕГИСТРАЦИЯ

vseonauke.com

Самые прочные материалы в мире

Прочные материалы имеют широкий спектр использования. Есть не только самый твёрдый металл, но и самая твердая и прочная древесина, а так же самые прочные искусственно созданные материалы.

Где используют самые прочные материалы?

Сверхпрочные материалы применяют во многих сферах жизни. Так, химики Ирландии и Америки разработали технологию, посредством которой производится прочное текстильное волокно. Нить этого материала в диаметре – пятьдесят микрометров. Она создана из десятков миллионов нанотрубок, которые с помощью полимера скреплены между собой.

Прочность этого электропроводящего волокна на разрыв выше прочности паутины паука-кругопряда в три раза. Полученный материал используется для изготовления сверхлегких бронежилетов и спортивного инвентаря. Название еще одного прочного материала – ONNEX, созданного по заказу Министерства обороны США. Кроме применения его при производстве бронежилетов, новый материал можно так же использовать в системах летного контроля, сенсорах, двигателях.

Существует разработанная учеными технология, благодаря которой прочные, твердые, прозрачные и легкие материалы получают посредством преобразования аэрогелей. На их основе можно производить облегченные бронежилеты, броню для танков и прочные строительные материалы.

Новосибирские ученые изобрели плазменный реактор нового принципа, благодаря которому можно производить нанотубулен – сверхпрочный искусственный материал. Этот материал открыли еще двадцать лет назад. Он представляет собой массу эластичной консистенции. Она состоит из сплетений, которые невозможно увидеть невооруженным глазом. Толщина стенок данных сплетений – один атом.

То что атомы как бы вложены друг в друга по принципу «русской матрешки», делает нанотубулен наиболее прочным материалом из всех известных. При добавлении этого материала в бетон, металл, пластик, значительно усиливаются их прочность и электропроводность. Нанотубулен поможет сделать машины и самолеты более прочными. Если же новый материал придет в широкое производство, то очень прочными могут стать дороги, дома, техника. Разрушить их будет очень сложно. Нанотубулен до сих пор не был внедрен в широкое производство из-за очень высокой себестоимости. Однако новосибирским ученым удалось значительно снизить себестоимость этого материала. Теперь нанотубулен можно производить не килограммами, а тоннами.

Самый твердый металл

Среди всех известных металлов самым твердым является хром, однако его твердость во многом зависит от чистоты. Его свойства – коррозионностойкость, жаропрочность и тугоплавкость. Хром – металл беловато-голубого оттенка. Его твердость по Бринеллю равна 70-90 кгc/см2. Температура плавления самого твердого металла – тысяча девятьсот семь градусов по Цельсию при плотности семь тысяч двести кг/м3. Этот металл находится в земной коре в размере 0,02 процента, что немало. Обычно он встречается в виде хромистого железняка. Хром добывают из силикатных горных пород.

Этот металл используют в промышленности, выплавляя хромистую сталь, нихром и так далее. Его применяют для антикоррозийных и декоративных покрытий. Хромом очень богаты падающие на Землю каменные метеориты.

Самое прочное дерево

Есть древесина, которая превосходит по прочности чугун и может сравниться с прочностью железа. Речь идет о «Березе Шмидта». Ее так же называют Железной березой. Человек не знает более прочного дерева, чем это. Открыл ее русский ученый-ботаник по фамилии Шмидт, находясь на Дальнем Востоке.

Древесина превышает по прочности чугун в полтора раза, прочность на изгиб примерно равна прочности железа. Из-за таких свойств, железная береза вполне могла бы иногда заменять металл, ведь эта древесина не подвержена коррозии и гниению. Корпус судна, сделанный из Железной березы можно даже не красить, судно не разрушит коррозия, действие кислот ему тоже не страшно.

Березу Шмидта невозможно пробить пулей, топором ее не срубишь. Из всех берез нашей планеты долгожителем является именно Железная береза – она живет четыреста лет. Ее место произрастания – заповедник Кедровая Падь. Это редкий охраняемый вид, который занесен в Красную Книгу. Если бы не такая редкость, сверхпрочную древесину этого дерева можно было бы повсеместно использовать.

А вот самые высокие деревья в мире секвойи не являются очень прочным материалом. Зато, по данным uznayvse.ru, могут вырастать до 150 метров в высоту.

Самый прочный материал во вселенной

Наиболее прочным и одновременно легким материалом нашей вселенной является графен. Это углеродная пластина, толщина которой всего один атом, но она прочнее алмаза, а электропроводность в сто раз выше кремния компьютерных чипов.

В скором времени графен покинет научные лаборатории. Все ученые мира говорят сегодня о его уникальных свойствах. Так, несколько грамм материала будет достаточно для покрытия целого футбольного поля. Графен очень гибкий, его можно складывать, изгибать, сворачивать рулоном.

Возможные сферы его использования – солнечные батареи, сотовые телефоны, сенсорные экраны, супербыстрые компьютерные чипы.

Автор: Татьяна Сербина

Обнаружив ошибку в тексте, выделите ее и нажмите Ctrl+Enter

Рекомендуем ознакомится: http://www.uznayvse.ru

worldunique.ru

ЧТО ЯВЛЯЕТСЯ САМЫМ ПРОЧНЫМ МАТЕРИАЛОМ В МИРЕ?

Прочные материалы имеют широкий спектр использования.

Есть не только самый твёрдый металл, но и самая твердая и прочная древесина, а так же самые прочные искусственно созданные материалы.

Где используют самые прочные материалы?

Нить этого материала в диаметре – пятьдесят микрометров. Она создана из десятков миллионов нанотрубок, которые с помощью полимера скреплены между собой.

Особо прочные текстильные материалы пользуются спросом

Название еще одного прочного материала – ONNEX, созданного по заказу Министерства обороны США. Кроме применения его при производстве бронежилетов, новый материал можно так же использовать в системах летного контроля, сенсорах, двигателях.

Особые нано-трубки делают материалы особенно прочными

Существует разработанная учеными технология, благодаря которой прочные, твердые, прозрачные и легкие материалы получают посредством преобразования аэрогелей.

На их основе можно производить облегченные бронежилеты, броню для танков и прочные строительные материалы. Новосибирские ученые изобрели плазменный реактор нового принципа, благодаря которому можно производить нанотубулен – сверхпрочный искусственный материал.

Этот материал открыли еще двадцать лет назад. Он представляет собой массу эластичной консистенции. Она состоит из сплетений, которые невозможно увидеть невооруженным глазом. Толщина стенок данных сплетений – один атом.

Российские ученые изобрели супер-надежный материал нанотубулен

То что атомы как бы вложены друг в друга по принципу «русской матрешки», делает нанотубулен наиболее прочным материалом из всех известных.

При добавлении этого материала в бетон, металл, пластик, значительно усиливаются их прочность и электропроводность. Нанотубулен поможет сделать машины и самолеты более прочными. Если же новый материал придет в широкое производство, то очень прочными могут стать дороги, дома, техника.

Разрушить их будет очень сложно. Нанотубулен до сих пор не был внедрен в широкое производство из-за очень высокой себестоимости. Однако новосибирским ученым удалось значительно снизить себестоимость этого материала. Теперь нанотубулен можно производить не килограммами, а тоннами.

Нанотубулен пока не нашел широкого применения

Самый твердый металл

Температура плавления самого твердого металла – тысяча девятьсот семь градусов по Цельсию при плотности семь тысяч двести кг/м3.

Этот металл находится в земной коре в размере 0,02 процента, что немало. Обычно он встречается в виде хромистого железняка. Хром добывают из силикатных горных пород.

Хром считается самым прочным металлом

Самое прочное дерево

Береза Шмидта - самое прочное дерево Древесина превышает по прочности чугун в полтора раза, прочность на изгиб примерно равна прочности железа.

Из-за таких свойств, железная береза вполне могла бы иногда заменять металл, ведь эта древесина не подвержена коррозии и гниению. Корпус судна, сделанный из Железной березы можно даже не красить, судно не разрушит коррозия, действие кислот ему тоже не страшно.

Береза Шмидта прочнее железа

Березу Шмидта невозможно пробить пулей, топором ее не срубишь. Из всех берез нашей планеты долгожителем является именно Железная береза – она живет четыреста лет.

Ее место произрастания – заповедник Кедровая Падь. Это редкий охраняемый вид, который занесен в Красную Книгу. Если бы не такая редкость, сверхпрочную древесину этого дерева можно было бы повсеместно использовать.

А вот самые высокие деревья в мире секвойи не являются очень прочным материалом. Зато, по данным uznayvse.ru, могут вырастать до 150 метров в высоту. Самый прочный материал во вселенной

Самый прочный и самый легкий материал в мире - графен

В скором времени графен покинет научные лаборатории. Все ученые мира говорят сегодня о его уникальных свойствах.

Так, несколько грамм материала будет достаточно для покрытия целого футбольного поля. Графен очень гибкий, его можно складывать, изгибать, сворачивать рулоном.

hochyznat.ru

Что является самым прочным материалом в мире?

Прочные материалы имеют широкий спектр использования.

Где используют самые прочные материалы?

Особо прочные текстильные материалы пользуются спросом

Особые нано-трубки делают материалы особенно прочными

Российские ученые изобрели супер-надежный материал нанотубулен

Нанотубулен пока не нашел широкого применения

Самый твердый металл

Хром считается самым прочным металлом

Самое прочное дерево

Береза Шмидта прочнее железа

А вот самые высокие деревья в мире секвойи не являются очень прочным материалом. Зато, по данным uznayvse.ru, могут вырастать до 150 метров в высоту.Самый прочный материал во вселенной

Самый прочный и самый легкий материал в мире - графен

interesno.cc

Графен: Самый прочный материал в мире

С тех пор, как в 2005 году был создан графен, уникальный материал толщиной в один атом углерода, ученые поражаются его уникальным электрическим характеристикам. Он на порядок быстрее кремния пропускает через себя электроны и применяется в производстве сверхбыстрых транзисторов.

Недавно исследователи из Колумбийского Университета Джеффри Кайсар и Джеймс Хоун сумели произвести измерения прочности материала на атомарном уровне, и оказалось, что графен превосходит по этому показателю все известные науке вещества!

Для проведения замеров ученым пришлось высверлить отверстия диаметром один микрон в кремниевой пластине и поместить на них фрагменты графена с идеальной структурой, а затем попробовать «пробить» из с помощью острой алмазной иглы. Ранее провести такой опыт было невозможно, ведь для чистоты эксперимента необходимо получить графен с правильной структурой, содержащий все атомы и связи между ними.

По словам Джеймса Хоуна, их опыт можно сравнить с попыткой проткнуть пластиковую крышечку на стаканчике с колой с помощью остро заточенного стального стержня. Если бы такая крышечка была сделана из идеального графена, то она смогла бы выдержать вес автомобиля, установленного на стержень!

Но вряд ли когда-нибудь это выдающееся свойство графена найдет применение. Джеффри Кайсар говорит, что материалы, обладающие идеальной структурой в принципе невозможны на макроуровне. Все они содержат в себе неоднородности, пробелы в кристаллической решетке и нарушенные межмолекулярные связи. Графен является основным «строительным материалом» для углеродных нанотрубок и фуллеренов (кластерных углеродных структур, содержащих от 10 до 1000 атомов и по форме напоминающих футбольный мяч). «Теоретически, нанотрубка представляет из себя свернутый лист графена, а значит должна обладать теми же механическими свойствами» — говорит Джеймс Хоун. «Но на практике в структуре нанотрубки имеется множество слабых мест вроде «выпавших» из решетки атомов углерода, которые снижают её прочность».

Тем не менее, работа Кайсара и Хоуна еще раз продемонстрировала выдающиеся свойства этого материала. «Теоретически мы уже знали, что графен является прочнейшим в мире материалом, но теперь это доказано практически», -говорит Константин Новоселов из Университета Манчестера, который первым в мире сумел получить листы графена толщиной в один атом.

Сверхпрочность графена может быть использована при создании сверхбыстрых микропроцессоров для суперкомпьютеров. Джулия Грир, исследователь из Университета Калтекс, говорит, что отличные свойства вещества, как проводника, для промышленного производства транзисторов не являются единственно важными. Огромное значение имеют также его прочность и способность выдерживать высокие температуры в экстремальном рабочем режиме. Именно ограниченная термоустойчивость и механическая прочность материалов в настоящее время являются препятствием на пути создания сверхбыстрых микропроцессоров. По словам Грир, доказанные свойства графена открывают перед индустрией полупроводников новые возможности.

По информации Technology Review

www.popmech.ru