İnsan öz fəaliyyətində müxtəlif keyfiyyətli maddələr və materiallardan istifadə edir. Onların gücü və etibarlılığı da vacib deyil. Təbiətdəki ən sərt materiallar və süni şəkildə yaradılanlar bu məqalədə müzakirə olunacaq.
Ümumi Standart
Materialın möhkəmliyini təyin etmək üçün Mohs şkalası istifadə olunur - materialın cızılma reaksiyasına görə sərtliyini qiymətləndirmək üçün şkala. Layman üçün ən sərt material almazdır. Təəccüblənəcəksiniz, amma bu mineral ən çətinləri arasında yalnız 10-cu yerdədir. Orta hesabla, dəyəri 40 GPa-dan yuxarı olan bir material super sərt hesab olunur. Bundan əlavə, dünyanın ən sərt materialını təyin edərkən onun mənşəyinin təbiəti də nəzərə alınmalıdır. Eyni zamanda, möhkəmlik və davamlılıq çox vaxt ona xarici amillərin təsirindən asılıdır.
Dünyanın ən sərt materialı
Bu bölmədə biz qeyri-adi kristal quruluşa malik olan, almazdan qat-qat güclü olan və onu yaxşıca cıra bilən kimyəvi birləşmələrə diqqət yetirəcəyik. gətirəkƏn çətin olandan başlayaraq ən çətin 6 insan istehsalı material.
- Karbon nitridi - bor. Müasir kimyanın bu nailiyyəti 76 GPa güc indeksinə malikdir.
- Qrafen aerogel (aeroqrafen) havadan 7 dəfə yüngül materialdır və 90% sıxılmadan sonra öz formasını bərpa edir. Maye və hətta yağda öz çəkisinin 900 qatını udmaq qabiliyyətinə malik inanılmaz dərəcədə davamlı material. Bu materialın neft dağılmalarında istifadə edilməsi planlaşdırılır.
- Qrafen unikal ixtiradır və kainatdakı ən davamlı materialdır. Onun haqqında bir az daha aşağıda.
- Karbin allotropik karbonun xətti polimeridir, ondan super nazik (1 atom) və super güclü borular hazırlanır. Uzun müddətdir heç kim uzunluğu 100 atomdan çox olan belə bir boru qura bilmədi. Lakin Vyana Universitetinin avstriyalı alimləri bu maneəni dəf edə biliblər. Bundan əlavə, əgər əvvəllər karbin az miqdarda sintez edilirdisə və çox baha idisə, bu gün onu tonlarla sintez etmək mümkündür. Bu, kosmik texnologiya və ondan kənarda yeni üfüqlər açır.
- Elbor (kingsongit, kubonit, borazon) metal emalında bu gün geniş istifadə olunan nano dizaynlı birləşmədir. Sərtlik - 108 GPa.
Fullerit bu gün insana məlum olan Yer kürəsinin ən sərt materialıdır. Onun 310 GPa gücü ayrı-ayrı atomlardan deyil, molekullardan ibarət olması ilə təmin edilir. Bu kristallar almazı yağ bıçağı kimi asanlıqla qaşıyacaq
İnsan əllərinin möcüzəsi
Qrafen bəşəriyyətin karbonun allotropik modifikasiyasına əsaslanan başqa bir ixtirasıdır. O, bir atom qalınlığında nazik təbəqəyə bənzəyir, lakin poladdan 200 dəfə güclüdür və müstəsna elastikliyə malikdir.
Qrafen haqqında deyirlər ki, onu deşmək üçün fil karandaşın ucunda dayanmalıdır. Eyni zamanda, onun elektrik keçiriciliyi kompüter çiplərinin silisiumundan 100 dəfə yüksəkdir. Tezliklə o, laboratoriyaları tərk edərək günəş panelləri, mobil telefonlar və müasir kompüter çipləri şəklində gündəlik həyata daxil olacaq.
Təbiətdəki anomaliyaların iki çox nadir nəticəsi
Təbiətdə inanılmaz gücə malik çox nadir birləşmələr var.
- Bor nitridi kristalları spesifik vurtsit formasına malik olan bir maddədir. Yüklərin tətbiqi ilə kristal qəfəsdəki atomlar arasındakı əlaqələr yenidən paylanır, gücü 75% artırır. Sərtlik indeksi 114 GPa-dır. Bu maddə vulkan püskürmələri zamanı əmələ gəlir, təbiətdə çox kiçikdir.
- Lonsdaleit (əsas fotoda) allotropik karbon birləşməsidir. Material meteorit kraterində tapılıb və partlayış şəraitində qrafitdən əmələ gəldiyi güman edilir. Sərtlik indeksi 152 GPa-dır. Təbiətdə nadir hallarda rast gəlinir.
Vəhşi təbiətin möcüzələri
Planetimizdəki canlılar arasında çox xüsusi bir şeyə sahib olanlar var.
- Caaerostris darvini şəbəkəsi. Darvinin hörümçəyinin yaydığı sap poladdan daha möhkəmdir vəkevlardan daha çətindir. Məhz bu internet NASA alimlərinin kosmik qoruyucu kostyumların hazırlanmasında istifadəyə verilmişdir.
- Clam dişləri Dəniz limpeti - onların lifli quruluşu indi bioniklər tərəfindən öyrənilir. Onlar o qədər güclüdürlər ki, mollyuska daşa çevrilmiş yosunları qoparmağa imkan verirlər.
Dəmir ağcaqayın
Təbiətin daha bir möcüzəsi Şmidtin ağcaqayın ağacıdır. Onun ağacı bioloji mənşəli ən sərt təbii materialdır. Uzaq Şərqdə Kedrovaya Pad Təbiət Qoruğunda böyüyür və Qırmızı Kitaba daxil edilmişdir. Gücü dəmir və çuqunla müqayisə etmək olar. Lakin korroziyaya və çürüməyə məruz qalmır.
Şmidt ağcaqayın ağacının hər yerdə istifadəsi, hətta güllələr də keçə bilməz, onun müstəsna nadirliyi mane olur.
Metalların ən sərti
Bu mavi-ağ metaldır - xrom. Lakin onun gücü onun saflığından asılıdır. Təbiətdə 0,02% ehtiva edir ki, bu da o qədər də kiçik deyil. Silikat süxurlarından çıxarılır. Yerə düşən meteoritlər də çoxlu xrom ehtiva edir.
Korroziyaya davamlıdır, istiliyə davamlıdır və odadavamlıdır. Xrom sənayedə və korroziyaya qarşı dekorativ örtüklərdə geniş istifadə olunan bir çox ərintilərdə (xrom polad, nikrom) tapılır.
Birlikdə daha güclü
Bir metal yaxşıdır, lakin bəzi birləşmələr ərintiyə heyrətamiz xüsusiyyətlər verə bilər.
Titan və qızılın super güclü ərintisi canlı toxumalarla biouyğunluğu sübut edilmiş yeganə güclü materialdır. Beta-Ti3Au ərintisi o qədər güclüdür ki, oməhlulda üyütmək mümkün deyil. Artıq bu gün aydındır ki, bu, müxtəlif implantların, süni oynaqların və sümüklərin gələcəyidir. Bundan əlavə, o, qazma, idman avadanlıqları və həyatımızın bir çox digər sahələrinə tətbiq edilə bilər.
Palladium, gümüş və bəzi metaloidlərin ərintisi də oxşar xüsusiyyətlərə malik ola bilər. C altech İnstitutunun alimləri bu gün bu layihə üzərində işləyirlər.
Gələcək 20$-a
Bu gün küçədə hər kəsin ala biləcəyi ən çətin material hansıdır? Cəmi 20 dollara 6 metrlik Braeön lentini ala bilərsiniz. 2017-ci ildən istehsalçı Dustin McWilliams-dan satışdadır. Kimyəvi tərkibi və istehsal üsulu ciddi şəkildə məxfi saxlanılır, lakin onun keyfiyyətləri heyrətamizdir.
İstənilən şey lentlə bərkidilə bilər. Bunun üçün bərkidiləcək hissələrin ətrafına sarılmalı, adi alışqanla qızdırılmalı, plastik kompozisiyaya istənilən forma verilməlidir və bu qədərdir. Soyuduqdan sonra birləşmə 1 ton yükə tab gətirəcək.
Həm bərk, həm də yumşaq
2017-ci ildə heyrətamiz materialın yaradılması haqqında məlumat ortaya çıxdı - eyni zamanda ən sərt və ən yumşaq. Bu metamaterial Miçiqan Universitetinin alimləri tərəfindən icad edilmişdir. Onlar materialın strukturuna nəzarət etməyi və onu müxtəlif xüsusiyyətlər nümayiş etdirməyi öyrənə bildilər.
Məsələn, avtomobil yaratmaq üçün istifadə edərkən, bədən hərəkət edərkən sərt, toqquşma zamanı isə yumşaq olacaq. Bədən təmas enerjisini udur və sərnişini qoruyur.
