Մարդն իր գործունեության մեջ օգտագործում է տարբեր որակի նյութեր և նյութեր։ Եվ անկարևոր չէ նրանց ուժն ու հուսալիությունը: Բնության ամենադժվար նյութերը և արհեստականորեն ստեղծված նյութերը կքննարկվեն այս հոդվածում։
Ընդհանուր ստանդարտ
Նյութի ամրությունը որոշելու համար օգտագործվում է Մոհսի սանդղակը. Աշխարհիկ մարդու համար ամենադժվար նյութը ադամանդն է: Դուք կզարմանաք, բայց այս հանքանյութը միայն ինչ-որ տեղ 10-րդ տեղում է ամենադժվարների շարքում։ Միջին հաշվով, նյութը համարվում է գերկոշտ, եթե դրա արժեքները 40 ԳՊա-ից բարձր են: Բացի այդ, աշխարհի ամենադժվար նյութը բացահայտելիս պետք է հաշվի առնել նաև դրա ծագման բնույթը։ Միևնույն ժամանակ, ուժն ու ամրությունը հաճախ կախված են դրա վրա արտաքին գործոնների ազդեցությունից։
Երկրի ամենադժվար նյութը
Այս բաժնում մենք ուշադրություն կդարձնենք անսովոր բյուրեղային կառուցվածք ունեցող քիմիական միացություններին, որոնք շատ ավելի ամուր են, քան ադամանդները և կարող են լավ քերծել այն: Եկեք բերենքթոփ 6 ամենադժվար տեխնածին նյութերը՝ սկսած ամենաքիչից։
- Ածխածնի նիտրիդ - բոր. Ժամանակակից քիմիայի այս նվաճումն ունի 76 ԳՊա ուժի ինդեքս։
- Գրաֆեն աերոգելը (աերոգրաֆեն) օդից 7 անգամ ավելի թեթև նյութ է, որը 90% սեղմումից հետո վերականգնում է իր ձևը։ Զարմանալի դիմացկուն նյութ, որը կարող է նաև կլանել իր քաշը 900 անգամ հեղուկ կամ նույնիսկ յուղ: Այս նյութը նախատեսվում է օգտագործել նավթի արտահոսքի ժամանակ։
- Գրաֆենը եզակի գյուտ է և տիեզերքի ամենակայուն նյութը: Մի փոքր ավելին նրա մասին ստորև։
- Կարբինը ալոտրոպ ածխածնի գծային պոլիմեր է, որից պատրաստվում են գերբարակ (1 ատոմ) և գերուժեղ խողովակներ։ Երկար ժամանակ ոչ ոք չէր կարողանում կառուցել 100 ատոմից ավելի երկարությամբ նման խողովակ։ Սակայն Վիեննայի համալսարանի ավստրիացի գիտնականներին հաջողվել է հաղթահարել այս արգելքը։ Բացի այդ, եթե նախկինում կարաբինը սինթեզվում էր փոքր քանակությամբ և շատ թանկ արժեր, ապա այսօր հնարավոր է այն սինթեզել տոննայով։ Սա նոր հորիզոններ է բացում տիեզերական տեխնոլոգիաների համար և դրանից դուրս:
- Էլբորը (kingsongite, cubonite, borazone) նանոնախագծված միացություն է, որն այսօր լայնորեն օգտագործվում է մետաղների մշակման մեջ: Կարծրություն - 108 ԳՊա։
Ֆուլերիտը Երկրի վրա ամենակարծր նյութն է, որն այսօր հայտնի է մարդուն: Նրա 310 ԳՊա հզորությունը ապահովված է նրանով, որ այն բաղկացած է ոչ թե առանձին ատոմներից, այլ մոլեկուլներից։ Այս բյուրեղները հեշտությամբ կքերծեն ադամանդը, ինչպես կարագի դանակը:
Մարդկային ձեռքերի հրաշքը
Գրաֆենը մարդկության ևս մեկ գյուտ է՝ հիմնված ածխածնի ալոտրոպ մոդիֆիկացիաների վրա: Այն կարծես մեկ ատոմ հաստությամբ բարակ թաղանթ լինի, բայց 200 անգամ ավելի ամուր, քան պողպատը, բացառիկ ճկունությամբ։
Խոսքը գրաֆենի մասին է, որ ասում են, որ այն ծակելու համար փիղը պետք է կանգնի մատիտի ծայրին։ Միևնույն ժամանակ, դրա էլեկտրական հաղորդունակությունը 100 անգամ գերազանցում է համակարգչային չիպերի սիլիցիումը։ Շատ շուտով այն կթողնի լաբորատորիաները և կմտնի առօրյա կյանք արևային մարտկոցների, բջջային հեռախոսների և ժամանակակից համակարգչային չիպերի տեսքով։
Բնության մեջ անոմալիաների երկու շատ հազվադեպ արդյունք
Բնության մեջ կան շատ հազվադեպ միացություններ, որոնք անհավատալի ուժ ունեն։
- Բորի նիտրիդը նյութ է, որի բյուրեղներն ունեն հատուկ վուրցիտի ձև: Բեռների կիրառմամբ բյուրեղային ցանցի ատոմների միջև կապերը վերաբաշխվում են՝ ամրությունը մեծացնելով 75%-ով։ Կոշտության ինդեքսը 114 ԳՊա է։ Այս նյութը առաջանում է հրաբխային ժայթքման ժամանակ, այն իր բնույթով շատ փոքր է։
- Lonsdaleite-ը (հիմնական լուսանկարում) ալոտրոպ ածխածնի միացություն է: Նյութը հայտնաբերվել է երկնաքարի խառնարանում և ենթադրվում է, որ պայթյունի պայմաններում գոյացել է գրաֆիտից։ Կոշտության ինդեքսը 152 ԳՊա է։ Բնության մեջ հազվադեպ է հանդիպում։
Վայրի բնության հրաշալիքներ
Մեր մոլորակի կենդանի էակների մեջ կան այնպիսիք, ովքեր շատ յուրահատուկ բան ունեն։
- Caaerostris darwini-ի վեբ. Թելը, որ արձակում է Դարվինի սարդը, ավելի ամուր է, քան պողպատը ևավելի կոշտ, քան կևլարը: ՆԱՍԱ-ի գիտնականները հենց այս ցանցն են օգտագործել տիեզերական պաշտպանիչ կոստյումների մշակման գործում:
- Կակղամորթ ատամներ Ծովային կաղապար. դրանց մանրաթելային կառուցվածքն այժմ ուսումնասիրվում է բիոնիկայի կողմից: Նրանք այնքան ուժեղ են, որ թույլ են տալիս փափկամարմին պոկել ջրիմուռը, որը վերածվել է քարի։
Երկաթե կեչի
Բնության ևս մեկ հրաշք Շմիդտի կեչն է։ Նրա փայտը կենսաբանական ծագման ամենադժվար բնական նյութն է։ Այն աճում է Հեռավոր Արևելքում Կեդրովայա Պադ բնության արգելոցում և գրանցված է Կարմիր գրքում: Ուժը համեմատելի է երկաթի և չուգունի հետ: Բայց այն ենթակա չէ կոռոզիայի և քայքայման։
Շմիդտի կեչու փայտի ամենուր տարածված օգտագործումը, որի մեջ նույնիսկ փամփուշտները չեն կարող թափանցել, խոչընդոտում է նրա բացառիկ հազվադեպությունը:
Մետաղներից ամենադժվար
Սա կապույտ-սպիտակ մետաղ է՝ քրոմ: Բայց նրա ուժը կախված է նրա մաքրությունից: Բնության մեջ այն պարունակում է 0,02%, ինչը բոլորովին էլ այդքան քիչ չէ։ Արդյունահանվում է սիլիկատային ապարներից։ Երկիր ընկած երկնաքարերը նույնպես շատ քրոմ են պարունակում։
Կոռոզիոն դիմացկուն է, ջերմակայուն և հրակայուն: Քրոմը հայտնաբերված է բազմաթիվ համաձուլվածքներում (քրոմ պողպատ, նիկրոմ), որոնք լայնորեն օգտագործվում են արդյունաբերության մեջ և հակակոռոզիոն դեկորատիվ ծածկույթներում։
Ավելի ուժեղ միասին
Մեկ մետաղը լավ է, բայց որոշ համակցություններ կարող են խառնուրդին տալ զարմանալի հատկություններ:
Տիտանի և ոսկու գերամուր համաձուլվածքը միակ ամուր նյութն է, որն ապացուցել է, որ կենսահամատեղելի է կենդանի հյուսվածքների հետ: Բետա-Ti3Au համաձուլվածքն այնքան ամուր է, որ այնանհնար է մանրացնել հավանգի մեջ: Այսօր արդեն պարզ է, որ սա տարբեր իմպլանտների, արհեստական հոդերի ու ոսկորների ապագան է։ Բացի այդ, այն կարող է կիրառվել հորատման, սպորտային սարքավորումների և մեր կյանքի շատ այլ ոլորտներում:
Պալադիումի, արծաթի և որոշ մետալոիդների համաձուլվածքը նույնպես կարող է ունենալ նմանատիպ հատկություններ: Այս նախագծի վրա այսօր աշխատում են C altech ինստիտուտի գիտնականները:
Ապագան 20$ մեկ շղթա
Ո՞րն է այսօր փողոցում գտնվող ամենադժվար նյութը: Ընդամենը 20 դոլարով կարող եք գնել 6 մետրանոց Braeön ժապավեն: 2017 թվականից այն վաճառվում է արտադրող Dustin McWilliams-ից։ Քիմիական բաղադրությունը և արտադրության եղանակը պահպանվում են խիստ գաղտնիության մեջ, սակայն դրա որակները զարմանալի են։
Ամեն ինչ կարելի է ամրացնել ժապավենով։ Դրա համար այն պետք է փաթաթել ամրացվող մասերի շուրջը, տաքացնել սովորական կրակայրիչով, պլաստիկ բաղադրությանը տալ ցանկալի ձևը և վերջ։ Սառչելուց հետո հոդը կդիմանա 1 տոննա բեռին։
Եվ կոշտ և փափուկ
2017 թվականին տեղեկություններ հայտնվեցին զարմանալի նյութի ստեղծման մասին՝ ամենադժվարն ու միևնույն ժամանակ ամենափափուկը։ Այս մետանյութը հորինել են Միչիգանի համալսարանի գիտնականները: Նրանց հաջողվել է սովորել, թե ինչպես վերահսկել նյութի կառուցվածքը և այն դրսևորել տարբեր հատկություններ։
Օրինակ, երբ այն օգտագործվում է մեքենաներ ստեղծելու համար, թափքը շարժվելու ժամանակ կոշտ կլինի, իսկ բախվելիս՝ փափուկ: Մարմինը կլանում է շփման էներգիան և պաշտպանում ուղևորին։
