Dalam aktivitasnya, seseorang menggunakan berbagai kualitas zat dan bahan. Dan yang tidak kalah pentingnya adalah kekuatan dan keandalannya. Bahan yang paling keras di alam dan yang dibuat secara artifisial akan dibahas dalam artikel ini.
Standar Umum
Untuk menentukan kekuatan material, digunakan skala Mohs - skala untuk menilai kekerasan material berdasarkan reaksinya terhadap goresan. Bagi orang awam, bahan yang paling keras adalah berlian. Anda akan terkejut, tetapi mineral ini hanya berada di urutan ke-10 di antara yang paling sulit. Rata-rata, suatu material dianggap superhard jika nilainya di atas 40 IPK. Selain itu, ketika mengidentifikasi bahan terkeras di dunia, sifat asalnya juga harus diperhitungkan. Pada saat yang sama, kekuatan dan daya tahan sering kali bergantung pada pengaruh faktor eksternal terhadapnya.
Materi terkeras di Bumi
Pada bagian ini, kita akan memperhatikan senyawa kimia dengan struktur kristal yang tidak biasa, yang jauh lebih kuat daripada berlian dan mungkin menggoresnya. Ayo bawa6 bahan buatan manusia yang paling sulit, dimulai dari yang paling tidak keras.
- Karbon nitrida - boron. Prestasi kimia modern ini memiliki indeks kekuatan 76 IPK.
- Graphene aerogel (aerographene) adalah bahan 7 kali lebih ringan dari udara, yang mengembalikan bentuknya setelah 90% kompresi. Bahan yang luar biasa tahan lama yang juga dapat menyerap 900 kali beratnya sendiri dalam cairan atau bahkan minyak. Material ini rencananya akan digunakan pada tumpahan minyak.
- Grafena adalah penemuan unik dan bahan paling tahan lama di alam semesta. Sedikit lebih banyak tentang dia di bawah ini.
- Carbin adalah polimer linier karbon alotropik, dari mana tabung super tipis (1 atom) dan super kuat dibuat. Untuk waktu yang lama, tidak ada yang bisa membuat tabung seperti itu dengan panjang lebih dari 100 atom. Namun para ilmuwan Austria dari Universitas Wina berhasil mengatasi hambatan ini. Selain itu, jika karabin sebelumnya disintesis dalam jumlah kecil dan sangat mahal, hari ini dimungkinkan untuk mensintesisnya dalam ton. Ini membuka cakrawala baru untuk teknologi luar angkasa dan seterusnya.
- Elbor (kingsongite, cubonite, borazone) adalah senyawa berdesain nano yang banyak digunakan saat ini dalam pemrosesan logam. Kekerasan - 108 IPK.
Fullerite adalah material terkeras di Bumi yang dikenal manusia saat ini. Kekuatannya 310 GPa dipastikan oleh fakta bahwa ia tidak terdiri dari atom individu, tetapi molekul. Kristal ini akan dengan mudah menggores berlian seperti pisau mentega
Keajaiban tangan manusia
Grafena adalah penemuan lain umat manusia berdasarkan modifikasi alotropik karbon. Kelihatannya seperti film tipis setebal satu atom, tetapi 200 kali lebih kuat dari baja, dengan fleksibilitas luar biasa.
Ini tentang graphene yang mereka katakan bahwa untuk menembusnya, seekor gajah harus berdiri di ujung pensil. Pada saat yang sama, konduktivitas listriknya 100 kali lebih tinggi daripada silikon chip komputer. Segera, ia akan meninggalkan laboratorium dan memasuki kehidupan sehari-hari dalam bentuk panel surya, ponsel, dan chip komputer modern.
Dua hasil anomali alam yang sangat langka
Di alam, ada senyawa yang sangat langka yang memiliki kekuatan luar biasa.
- Boron nitrida adalah zat yang kristalnya memiliki bentuk wurtzite tertentu. Dengan penerapan beban, hubungan antara atom-atom dalam kisi kristal didistribusikan kembali, meningkatkan kekuatan sebesar 75%. Indeks kekerasan adalah 114 GPa. Zat ini terbentuk saat letusan gunung berapi, sifatnya sangat kecil.
- Lonsdaleite (dalam foto utama) adalah senyawa karbon alotropik. Bahan itu ditemukan di kawah meteorit dan diperkirakan terbentuk dari grafit di bawah kondisi ledakan. Indeks kekerasannya adalah 152 GPa. Jarang ditemukan di alam.
Keajaiban alam liar
Di antara makhluk hidup di planet kita, ada yang memiliki sesuatu yang sangat istimewa.
- Web Caaerostris darwini. Benang yang dikeluarkan laba-laba Darwin lebih kuat dari baja danlebih keras dari kevlar. Jaringan inilah yang digunakan para ilmuwan NASA dalam pengembangan pakaian pelindung luar angkasa.
- gigi kerang Kerang laut - struktur berseratnya sekarang sedang dipelajari oleh bionik. Mereka begitu kuat sehingga mereka membiarkan moluska merobek ganggang yang telah tumbuh menjadi batu.
Besi birch
Keajaiban alam lainnya adalah birch Schmidt. Kayunya adalah bahan alami yang paling keras dari asal biologis. Tumbuh di Timur Jauh di Cagar Alam Kedrovaya Pad dan terdaftar dalam Buku Merah. Kekuatannya sebanding dengan besi dan besi tuang. Tetapi tidak mengalami korosi dan pembusukan.
Penggunaan kayu birch Schmidt di mana-mana, yang bahkan peluru tidak dapat menembusnya, terhalang oleh kelangkaannya yang luar biasa.
Logam yang paling keras
Ini adalah logam biru-putih - krom. Tetapi kekuatannya tergantung pada kemurniannya. Di alam, mengandung 0,02%, yang sama sekali tidak kecil. Itu diekstraksi dari batuan silikat. Meteorit yang jatuh ke Bumi juga mengandung banyak kromium.
Ini tahan korosi, tahan panas dan tahan api. Kromium ditemukan dalam banyak paduan (baja kromium, nikrom) yang banyak digunakan dalam industri dan pelapis dekoratif anti-korosi.
Lebih kuat bersama
Satu logam itu bagus, tetapi beberapa kombinasi dapat memberikan sifat yang luar biasa pada paduan.
Paduan titanium dan emas yang sangat kuat adalah satu-satunya bahan kuat yang telah terbukti biokompatibel dengan jaringan hidup. Paduan beta-Ti3Au sangat kuat sehinggatidak mungkin untuk digiling dalam mortar. Sudah jelas hari ini bahwa ini adalah masa depan berbagai implan, sendi dan tulang buatan. Selain itu, dapat diterapkan pada pengeboran, peralatan olahraga, dan banyak bidang lain dalam kehidupan kita.
Paduan paladium, perak, dan beberapa metaloid juga dapat memiliki sifat yang serupa. Para ilmuwan dari C altech Institute sedang mengerjakan proyek ini hari ini.
Masa depan dengan $20 per gulungan
Apa bahan tersulit yang bisa dibeli siapa pun di jalanan hari ini? Hanya dengan $20, Anda dapat membeli pita Braeön sepanjang 6 meter. Sejak 2017, telah dijual dari pabrikan Dustin McWilliams. Komposisi kimia dan metode produksi sangat dijaga kerahasiaannya, tetapi kualitasnya luar biasa.
Apa saja bisa diikat dengan selotip. Untuk melakukan ini, harus dililitkan ke bagian yang akan diikat, dipanaskan dengan korek api biasa, komposisi plastik harus diberi bentuk yang diinginkan dan hanya itu. Setelah pendinginan, sambungan akan menahan beban 1 ton.
Baik keras maupun lunak
Pada tahun 2017, muncul informasi tentang pembuatan bahan yang luar biasa - yang paling keras dan paling lembut secara bersamaan. Metamaterial ini ditemukan oleh para ilmuwan dari University of Michigan. Mereka berhasil mempelajari cara mengontrol struktur material dan membuatnya menunjukkan berbagai sifat.
Misalnya saat digunakan untuk membuat mobil, bodinya akan kaku saat bergerak, dan lembut saat bertabrakan. Tubuh menyerap energi kontak dan melindungi penumpang.
