10 vật liệu cứng nhất hành tinh, bất ngờ với vị trí của kim cương

Ai cũng biết rằng kim cương là vật liệu cứng nhất hiện nay, không còn vật liệu nào khác có thể cứng hơn nó nhưng trong thực tế không phải vây. Với công nghệ và kỹ thuật tiên tiến, hiện đại, các nhà khoa học có thể tạo ra các “siêu vật liệu” có độ bền và cứng vượt trội hơn rất nhiều kim cương. 

Dưới đây là list 10 vật tư cứng nhất trên thế giới được xếp theo thứ tự tăng dần về độ cứng :

10. Tơ nhện

Loài nhện Darwin’s Bark ( tên khoa học là Caerostris darwini ), sinh trưởng trong thiên nhiên và môi trường tự nhiên ở Madagascar sản sinh ra loại tơ dai và chắc hơn tơ của bất kể loài nhện nào khác. Tơ nhện của Darwin’s Bark thậm chí còn còn dai chắc hơn gấp 10 lần sợi Kevlar – loại vật tư để làm áo chống đạn, theo như nghiên cứu và phân tích so với tơ nhện Darwin’s Bark cho thấy, nó là vật tư sinh học có độ dai chắc nhất từng được biết đến cho tới nay .

9. Silicon Cacbua

Tên gọi khác là Carborunđum, là một chất của Silic và Carbon có công thức hóa học là SiC. Trong tự nhiên, Silicon Cacbua Open dưới dạng khoáng chất vô cùng quý và hiếm moissanit. Silic cacbua bột đã được sản xuất hàng loạt từ năm 1893 để sử dụng như một chất mài mòn, hạt silic cacbua hoàn toàn có thể link với nhau bằng cách thiêu kết để tạo cấu trúc rất cứng được sử dụng thoáng đãng trong những ứng dụng yên cầu độ bền cao, ví dụ điển hình như mạng lưới hệ thống phanh xe, bộ ly hợp xe và những tấm gốm trong áo chống đạn .

8. Nanospheres/Nano-Kevlar

Kevlar là một dạng của para – aramid, một loại sợi tổng hợp có tương quan đến những aramit như Nomex và Technora, những hạt nano nhỏ bé trong Kevlar có năng lực tự tập hợp và link lại với nhau thành dạng mang lưới. Đây là vật tư hữu cơ cứng nhất mà con người sản xuất ra từ trước tới nay, chúng được dùng để phong cách thiết kế áo bọc giáp, lốp xe đạp điện và thuyền khơi .

7. Kim cương

Kim cương là loại vật tư tự nhiên cứng nhất trên thế giới có năng lực chống trầy xước cao, đặc thù này làm cho kim cương trở thành vật tư lý tưởng cho việc đánh bóng, cắt, mài mòn những loại vật tư khác như kính, gương hoặc thậm chí còn kể cả kim cương khác .
Kim cương là một trong hai dạng thù hình được biết đến nhiều nhất của cacbon ( dạng còn lại là than chì ), có độ cứng rất cao và năng lực khúc xạ ánh sáng cực tốt làm cho nó có rất nhiều ứng dụng trong cả công nghiệp và ngành kim hoàn .

Chúng là vật tư tốt nhất để tạo ra những mặt phẳng nhám và chỉ có những viên kim cương khác, những tinh thể cacbon dạng lồng hay ADNR mới hoàn toàn có thể cắt kim cương được. Khoảng 150 triệu cara ( 30.000 kg ) kim cương được khai thác mỗi năm với tổng giá trị 10 tỷ USD, ngoài những khoảng chừng 100.000 kg kim cương hàng năm được điều chế tự tạo .

6. Wurtzite boron nitride

Đây là vật tư được tạo ra trong những vụ phun trào núi lửa, Boron nitride là chất chịu nhiệt và cách nhiệt, nó là hợp chất boron và nitơ với công thức hóa học là BN. Do cấu trúc hình lục giác lạ lùng của boron nitride, nên nó có tên là wurtzite boron nitride và theo triết lý nó cứng hơn kim cương 18 % .
Loại vật tư này có kết cấu kết nối giữa những nguyên tử theo hình khối, giống như cấu trúc nguyên tử ở khối boron nitride và kim cương. Tuy nhiên, sự khác nhau là những nguyên tử của vật tư này liên kết với nhau ở những góc nhìn khác nhau .

Ở mức áp lực đè nén như nhau, trong năng lực chịu đựng của kim cương thì những link trong kim cương phản ứng tương tự như. Tuy nhiên, wurtzite boron nitride trở nên mạnh hơn đến gần 80 % khi bị áp lực đè nén cao hơn thế nên việc tạo ra wurtzite boron nitride khá khó khăn vất vả .

5. Lonsdaleite

Về cấu trúc, Lonsdaleite cũng là một dạng hình thù của kim cương, gọi là lục giác kim cương vì có cấu trúc tinh thể hình lục giác. Loại vật tư này được hình thành khi những thiên thạch chứa than chì va chạm với vào Trái Đất, nhiệt độ cao và áp lực đè nén của ảnh hưởng tác động đã đổi khác từ than chì thành kim cương, nhưng vẫn giữ được hình lục giác graphite của mạng tinh thể .

Lonsdaleite Open lần tiên phong vào năm 1967 từ thiên thạch Canyon Diablo. Nó có màu nâu vàng, chỉ số khúc xạ là 2,40 – 2,41 cùng khối lượng riêng là 3,2 – 3,3. Dựa trên đo lường và thống kê, nó có cứng hơn 58 % so với kim cương .

4. Dyneema

Là loại chất dẻo tổng hợp polythen ở dạng sợi có độ cứng lớn nhất trên thế giới. Với đặc thù là nhẹ hơn nước ( khối lượng riêng của Dyneema là 0.97 ), nó hoàn toàn có thể nổi trên mặt nước. Dyneema cứng hơn thép gấp 15 lần, nó hoàn toàn có thể chống được đạn bắn từ xa. Vì vậy, nó được sử dụng để chế tạo vật liệu siêu dẫn, áo giáp chống đạn, cấu trúc chống đạn cho xe hơi, máy bay, …

3. Thủy tinh kim loại 

Nghe có vẻ như hơi kỳ quặc nhưng thực tiễn loại vật tư này có có cả đặc thù của thủy tinh và của sắt kẽm kim loại. Các nguyên tử sắt kẽm kim loại sắp xếp có trật tự hay tinh thể, những nguyên tử trong thủy tinh sắt kẽm kim loại ở trạng thái vô định hình, giống như dạng lỏng hoặc thủy tinh. Ở dạng kim loại tổng hợp tinh thể, những nguyên tử nằm trong vùng gọi là “ thớ ” và ranh giới giữa những thớ này là một điểm yếu kém trong vật tư ; tuy nhiên, thủy tinh sắt kẽm kim loại bền hơn nhiều do không có những ranh giới như vậy .

Nếu ta dùng búa đập một loại sắt kẽm kim loại tinh thể, nó sẽ bị lõm do những thớ chịu lực tác động ảnh hưởng của cú đập và chuyển dời dọc ranh giới thớ nhưng chúng sẽ nhanh gọn trở lại nguyên trạng khởi đầu. Nguyên nhân là do chúng thiếu những thớ tinh thể nên hoàn toàn có thể uốn chúng thành những hình dạng khác nhau. Bên cạnh đó, cấu trúc giống chất lỏng nghĩa là chúng tan chảy ở nhiệt độ thấp hơn so với những vật tư khác và hoàn toàn có thể đúc khuôn thuận tiện như chất dẻo .

2. Giấy Bucky

Giấy Bucky là vật tư nano được hình thành từ những phân tử carbon hình ống, vô cùng mỏng mảnh ( nó còn mỏng mảnh hơn 1 sợi tóc người tới 50.000 lần ). Giấy Bucky nhẹ hơn thép 10 lần nhưng lại bền hơn 500 lần so với thép .
Một tờ giấy Bucky trông giống như giấy dùng cho máy đánh chữ carbon kiểu cũ nhưng nó cứng hơn nhiều lần so với khối lượng tương tự của thép. Giấy Bucky cũng có độ dẫn nhiệt tốt và phản xạ quang học thấp .

1. Graphen (graphene)

Dẫn đầu về độ cứng trong list là Graphen ( hay gọi là graphene ). Nó có hình dạng là tấm phẳng dày bằng một lớp nguyên tử của những nguyên tử cacbon với link sp2 hình thành tinh thể dạng tổ ong. Graphen là tên được ghép từ “ graphit ” ( than chì ) nối với hậu tố “ – en ”, có nghĩ là than chì được ghép lại từ nhiều tấm graphen, chiều dài link cacbon-cacbon là 0,142 nm
Graphen là thành phần cấu trúc cơ bản của một số ít hình thù gồm có : than chì, ống nano cacbon và fulleren. Muốn chọc thủng một lớp Graphen có độ mỏng mảnh như 1 tờ giấy nhựa thông thường thì bạn cần áp lực đè nén tương tự với một con voi châu Phi đứng cân đối trên 1 cái bút chì .

Video:

videoinfo__video3. dkn.news | | __
Sơn Tùng

Related Posts

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *