Хүн үйл ажиллагаандаа янз бүрийн чанартай бодис, материалыг ашигладаг. Тэдний хүч чадал, найдвартай байдал нь чухал биш юм. Байгалийн хамгийн хатуу материал болон зохиомлоор бүтээгдсэн материалыг энэ нийтлэлд авч үзэх болно.
Нийтлэг стандарт
Материалын бат бөх чанарыг тодорхойлохын тулд Mohs-ийн хэмжүүрийг ашигладаг - материалын хатуулгийг зураасанд үзүүлэх хариу урвалаар үнэлэх хэмжүүр. Энгийн хүний хувьд хамгийн хатуу материал бол алмаз юм. Та гайхах болно, гэхдээ энэ ашигт малтмал нь хамгийн хэцүү хүмүүсийн дунд 10-р байранд л ордог. Дунджаар материал нь 40 GPa-аас дээш байвал хэт хатуу гэж тооцогддог. Үүнээс гадна дэлхийн хамгийн хатуу материалыг тодорхойлохдоо түүний гарал үүслийн шинж чанарыг харгалзан үзэх шаардлагатай. Үүний зэрэгцээ бат бөх, бат бөх байдал нь гадны хүчин зүйлийн нөлөөллөөс ихээхэн хамаардаг.
Дэлхийн хамгийн хатуу материал
Энэ хэсэгт бид очир алмаазаас хамаагүй хүчтэй, түүнийг маажих чадвартай, ер бусын болор бүтэцтэй химийн нэгдлүүдэд анхаарлаа хандуулах болно. авчиръяХамгийн хатуугаас эхлээд хүний гараар бүтсэн шилдэг 6 материал.
- Нүүрстөрөгчийн нитрид - бор. Орчин үеийн химийн энэ ололт нь 76 GPa хүч чадлын индекстэй.
- Графен аэрогель (аэрографен) нь агаараас 7 дахин хөнгөн материал бөгөөд 90% шахалтын дараа хэлбэрээ сэргээдэг. Өөрийн жингээсээ 900 дахин их шингэн, бүр тосыг шингээх чадвартай гайхалтай бат бөх материал. Энэ материалыг газрын тос асгарсан үед ашиглахаар төлөвлөж байна.
- Графен бол өвөрмөц бүтээл бөгөөд орчлон дээрх хамгийн бат бөх материал юм. Доор түүний тухай бага зэрэг дэлгэрэнгүй.
- Карбин нь аллотропын нүүрстөрөгчийн шугаман полимер бөгөөд үүнээс хэт нимгэн (1 атом) ба хэт бат бөх хоолойнууд үүсдэг. Удаан хугацааны турш хэн ч 100 гаруй атомын урттай ийм хоолойг барьж чадаагүй. Гэвч Венийн их сургуулийн Австрийн эрдэмтэд энэ саадыг даван туулж чаджээ. Түүнчлэн хэрэв өмнө нь карбиныг бага хэмжээгээр нийлэгжүүлж, маш үнэтэй байсан бол өнөөдөр тонноор нь нийлэгжүүлэх боломжтой болжээ. Энэ нь сансрын технологи болон бусад салбарт шинэ боломжуудыг нээж өгдөг.
- Элбор (кинсонгит, кубонит, боразон) нь нано дизайнтай нэгдэл бөгөөд өнөөдөр металл боловсруулахад өргөн хэрэглэгддэг. Хатуулаг - 108 GPa.
Фуллерит бол өнөө үед хүний мэддэг дэлхий дээрх хамгийн хатуу материал юм. Түүний 310 GPa хүч чадал нь бие даасан атомуудаас бүрддэггүй, харин молекулуудаас бүрддэг. Эдгээр талстууд нь алмазыг цөцгийн хутга шиг амархан маажих болно
Хүний гарын гайхамшиг
Графен бол нүүрстөрөгчийн аллотропик өөрчлөлт дээр үндэслэсэн хүн төрөлхтний өөр нэг шинэ бүтээл юм. Энэ нь нэг атомын зузаантай нимгэн хальс шиг харагддаг ч гангаас 200 дахин бат бөх, онцгой уян хатан чанараараа.
Гафенийг цоолохын тулд заан харандааны үзүүр дээр зогсох ёстой гэж тэд хэлдэг. Үүний зэрэгцээ түүний цахилгаан дамжуулах чанар нь компьютерийн чипийн цахиураас 100 дахин их юм. Тун удахгүй лабораториудаасаа гарч нарны зай, гар утас, орчин үеийн компьютерийн чип хэлбэрээр өдөр тутмын амьдралд нэвтэрнэ.
Байгалийн гажгийн маш ховор хоёр үр дүн
Байгаль дээр гайхалтай хүчтэй маш ховор нэгдлүүд байдаг.
- Борын нитрид нь талстууд нь тодорхой вурцит хэлбэртэй бодис юм. Ачааллыг хэрэглэснээр болор тор дахь атомуудын хоорондох холболтууд дахин хуваарилагдаж, хүчийг 75% -иар нэмэгдүүлдэг. Хатуу байдлын индекс нь 114 GPa байна. Энэ бодис нь галт уулын дэлбэрэлтийн үед үүсдэг бөгөөд энэ нь маш жижиг шинж чанартай байдаг.
- Лонсдалейт (үндсэн зураг дээр) нь аллотропик нүүрстөрөгчийн нэгдэл юм. Энэ материал нь солирын тогооноос олдсон бөгөөд дэлбэрэлтийн нөхцөлд бал чулуунаас үүссэн гэж үздэг. Хатуу байдлын индекс нь 152 GPa байна. Байгальд ховор тохиолддог.
Зэрлэг амьтдын гайхамшиг
Манай гараг дээрх амьд оршнолуудын дунд маш онцгой зүйлтэй хүмүүс байдаг.
- Каэрострис дарвинигийн вэб. Дарвины аалзны ялгаруулдаг утас нь гангаас илүү бат бөх байдагкевлараас илүү хэцүү. Энэ вэбийг НАСА-гийн эрдэмтэд сансрын хамгаалалтын хувцас бүтээх ажилд ашигласан.
- Далайн хясааны шүд Далайн шохой - тэдгээрийн утаслаг бүтцийг одоо бионик судалж байна. Тэд маш хүчтэй тул нялцгай биетүүд чулуунд ургасан замаг урж хаях боломжийг олгодог.
Төмөр хус
Байгалийн бас нэгэн гайхамшиг бол Шмидтийн хус юм. Түүний мод нь биологийн гаралтай хамгийн хатуу байгалийн материал юм. Энэ нь Алс Дорнодод Кедровая Пад байгалийн нөөц газарт ургадаг бөгөөд Улаан номонд орсон байдаг. Хүч чадал нь төмөр, цутгамал төмөртэй харьцуулж болно. Гэхдээ зэврэлт, мууддаггүй.
Сум ч нэвтэрдэггүй Шмидт хус модыг хаа сайгүй хэрэглэхэд түүний онцгой ховор зүйл саад болж байна.
Хамгийн хатуу металл
Энэ бол хөх цагаан металл - хром. Гэхдээ түүний хүч чадал нь цэвэр байдлаас хамаарна. Байгалийн хувьд энэ нь 0.02% -ийг агуулдаг бөгөөд энэ нь тийм ч бага биш юм. Үүнийг силикат чулуулгаас гаргаж авдаг. Дэлхий дээр унасан солирууд мөн маш их хром агуулдаг.
Зэврэлтэнд тэсвэртэй, халуунд тэсвэртэй, галд тэсвэртэй. Хром нь олон төрлийн хайлш (хромын ган, никром)-д агуулагддаг бөгөөд тэдгээр нь үйлдвэрт өргөн хэрэглэгддэг ба зэврэлтээс хамгаалах гоёл чимэглэлийн бүрээсэнд байдаг.
Хамтдаа илүү хүчтэй
Нэг металл сайн, гэхдээ зарим хослол нь хайлшийг гайхалтай шинж чанартай болгож чадна.
Титан ба алтны хэт бат бөх хайлш нь амьд эд эстэй био нийцтэй болох нь батлагдсан цорын ганц бат бөх материал юм. Бета-Ti3Au хайлш нь маш бат бөх байдагзуурмагт нунтаглах боломжгүй. Энэ бол төрөл бүрийн суулгац, хиймэл үе, ясны ирээдүй гэдэг нь өнөөдөр нэгэнт тодорхой болсон. Үүнээс гадна үүнийг өрөмдөх, спортын тоног төхөөрөмж болон бидний амьдралын бусад олон салбарт хэрэглэж болно.
Палладин, мөнгө болон зарим металлоидын хайлш нь мөн ижил төстэй шинж чанартай байж болно. Калтекийн хүрээлэнгийн эрдэмтэд өнөөдөр энэ төсөл дээр ажиллаж байна.
Ирээдүй 20 доллараар үнэлэгдэх болно
Өнөөдөр гудамжинд байгаа хэн ч худалдаж авч чадах хамгийн хэцүү материал юу вэ? Та ердөө 20 доллараар 6 метр Braeon соронзон хальс худалдаж авах боломжтой. 2017 оноос хойш үйлдвэрлэгч Дастин МакВиллиамсаас худалдаанд гарсан. Химийн найрлага, үйлдвэрлэх аргыг чандлан нууцалдаг боловч чанар нь гайхалтай.
Ямар ч зүйлийг туузаар бэхлэх боломжтой. Үүнийг хийхийн тулд үүнийг бэхлэх хэсгүүдэд ороож, ердийн асаагуураар халааж, хуванцар найрлагад хүссэн хэлбэрийг өгөх ёстой, тэгээд л болоо. Хөргөлтийн дараа холбоос нь 1 тонн ачааллыг даах болно.
Хатуу, зөөлөн аль аль нь
2017 онд хамгийн хатуу, хамгийн зөөлөн нэгэн зэрэг гайхалтай материалыг бүтээх тухай мэдээлэл гарч ирэв. Энэхүү метаматериалыг Мичиганы их сургуулийн эрдэмтэд зохион бүтээжээ. Тэд материалын бүтцийг хэрхэн хянаж, янз бүрийн шинж чанарыг харуулахыг сурч чадсан.
Жишээ нь, машин бүтээхэд ашиглах үед бие нь хөдлөхөд хатуу, мөргөлдөх үед зөөлөн байх болно. Бие нь холбоо барих энергийг шингээж, зорчигчийг хамгаалдаг.
