Прочные материалы имеют широкий спектр использования. Есть не только самый твёрдый металл, но и самая твердая и прочная древесина, а так же самые прочные искусственно созданные материалы.

Где используют самые прочные материалы?

Сверхпрочные материалы применяют во многих сферах жизни. Так, химики Ирландии и Америки разработали технологию, посредством которой производится прочное текстильное волокно. Нить этого материала в диаметре – пятьдесят микрометров. Она создана из десятков миллионов нанотрубок, которые с помощью полимера скреплены между собой.

Прочность этого электропроводящего волокна на разрыв выше прочности паутины паука-кругопряда в три раза. Полученный материал используется для изготовления сверхлегких бронежилетов и спортивного инвентаря. Название еще одного прочного материала – ONNEX, созданного по заказу Министерства обороны США. Кроме применения его при производстве бронежилетов, новый материал можно так же использовать в системах летного контроля, сенсорах, двигателях.

Существует разработанная учеными технология, благодаря которой прочные, твердые, прозрачные и легкие материалы получают посредством преобразования аэрогелей. На их основе можно производить облегченные бронежилеты, броню для танков и прочные строительные материалы.

Новосибирские ученые изобрели плазменный реактор нового принципа, благодаря которому можно производить нанотубулен – сверхпрочный искусственный материал. Этот материал открыли еще двадцать лет назад. Он представляет собой массу эластичной консистенции. Она состоит из сплетений, которые невозможно увидеть невооруженным глазом. Толщина стенок данных сплетений – один атом.

То что атомы как бы вложены друг в друга по принципу «русской матрешки», делает нанотубулен наиболее прочным материалом из всех известных. При добавлении этого материала в бетон, металл, пластик, значительно усиливаются их прочность и электропроводность. Нанотубулен поможет сделать машины и самолеты более прочными. Если же новый материал придет в широкое производство, то очень прочными могут стать дороги, дома, техника. Разрушить их будет очень сложно. Нанотубулен до сих пор не был внедрен в широкое производство из-за очень высокой себестоимости. Однако новосибирским ученым удалось значительно снизить себестоимость этого материала. Теперь нанотубулен можно производить не килограммами, а тоннами.

Самый твердый металл

Среди всех известных металлов самым твердым является хром, однако его твердость во многом зависит от чистоты. Его свойства – коррозионностойкость, жаропрочность и тугоплавкость. Хром – металл беловато-голубого оттенка. Его твердость по Бринеллю равна 70-90 кгc/см2. Температура плавления самого твердого металла – тысяча девятьсот семь градусов по Цельсию при плотности семь тысяч двести кг/м3. Этот металл находится в земной коре в размере 0,02 процента, что немало. Обычно он встречается в виде хромистого железняка. Хром добывают из силикатных горных пород.

Этот металл используют в промышленности, выплавляя хромистую сталь, нихром и так далее. Его применяют для антикоррозийных и декоративных покрытий. Хромом очень богаты падающие на Землю каменные метеориты.

Самое прочное дерево

Есть древесина, которая превосходит по прочности чугун и может сравниться с прочностью железа. Речь идет о «Березе Шмидта». Ее так же называют Железной березой. Человек не знает более прочного дерева, чем это. Открыл ее русский ученый-ботаник по фамилии Шмидт, находясь на Дальнем Востоке.

Древесина превышает по прочности чугун в полтора раза, прочность на изгиб примерно равна прочности железа. Из-за таких свойств, железная береза вполне могла бы иногда заменять металл, ведь эта древесина не подвержена коррозии и гниению. Корпус судна, сделанный из Железной березы можно даже не красить, судно не разрушит коррозия, действие кислот ему тоже не страшно.

Березу Шмидта невозможно пробить пулей, топором ее не срубишь. Из всех берез нашей планеты долгожителем является именно Железная береза – она живет четыреста лет. Ее место произрастания – заповедник Кедровая Падь. Это редкий охраняемый вид, который занесен в Красную Книгу. Если бы не такая редкость, сверхпрочную древесину этого дерева можно было бы повсеместно использовать.

А вот самые высокие деревья в мире секвойи не являются очень прочным материалом..

Самый прочный материал во Вселенной

Наиболее прочным и одновременно легким материалом нашей Вселенной является графен. Это углеродная пластина, толщина которой всего один атом, но она прочнее алмаза, а электропроводность в сто раз выше кремния компьютерных чипов.

В скором времени графен покинет научные лаборатории. Все ученые мира говорят сегодня о его уникальных свойствах. Так, несколько грамм материала будет достаточно для покрытия целого футбольного поля. Графен очень гибкий, его можно складывать, изгибать, сворачивать рулоном.

Возможные сферы его использования – солнечные батареи, сотовые телефоны, сенсорные экраны, супербыстрые компьютерные чипы.
Подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен

Листовые строительные материалы представляют собой плиты, которые имеют определенные размеры, выполненные из разных материалов путем применения различных технологий. Применяются листовые материалы как при строительстве, так и в отделочных работах. Помимо этого, листовой материал может быть использован для возведения перегородок или для воплощения разнообразных идей дизайнера. Работа с данным строительным материалом не представляет особой сложности, а правильная его обработка обеспечит минимальное количество мусора в процессе выполнения строительных работ. Монтаж листов к потолку или стене осуществляется с применением специальной обрешетки, которая изготавливается из металлического профиля или деревянного бруса. Крепеж выполняют на саморезы. Укладка листовых материалов на пол выполняется при помощи специального строительного клея.

Ниже рассмотрены основные виды листовых строительных материалов.

Древесноволокнистая плита )

Древесноволокнистая плита ) или оргалит - спрессованные под воздействием высокой температуры опилки и мелкая деревянная стружка с применением специальной добавки для склейки. Добавка служит связующим компонентом, содержание которой довольно низкое. Данный фактор относит ДВП к экологически чистым строительным материалам. ДВП относится к материалам, которые могут использоваться в помещениях с невысокой влажностью. Его нельзя применять во влажных помещениях. Наиболее часто применяют для выравнивания пола и стен, а так же при производстве мебели. Листы имеют толщину 3,2-5 мм.

Древесно-слоистая плита (фанера) - материал, имеющий в основе деревянный шпон. Особенность этого вида листового материала в том, что, слои шпона укладываются перпендикулярно, относительно друг друга, и соединяются путем прессования с введением связующего компонента. Материал имеет высокую прочность, гигроскопичен. Используется для изготовления мебели, строительстве стен и основы под напольное покрытие. Фанерный лист имеет толщину от 4 до 24 мм.

Плита ориентировано -стружечная (ОSB )

Плита ориентировано -стружечная (ОSB ) - изготавливается из тонких щепок длинной до 150 мм путем прессования, с введением дополнительных компонентов. В качестве компонентов выступают смолы, борная кислота, синтетический воск. Относится к довольно прочным видам листовых стройматериалов. Используют при выполнении кровельных работ, при строительстве каркасно-щитовых домов. Один лист имеет толщину 9-10 мм. ОСБ бывают трех типов: лакированная, ламинированная и шпунтированная.

Гипсокартонный лист )

Гипсокартонный лист ) - самый распространенный листовой материал, основой которого служит гипс, оклеенный с двух сторон картоном. Применяют его как в сфере строительства, так и при отделке отдельных помещений. Лист имеет толщину 7-12 мм. Выделяют несколько видов гипсокартонных листов: влаго-огнестойкий (ГКЛВО), огнестойкий (ГКЛО), влагостойкий (ГКЛВ), обычный (ГКЛ). Наиболее часто применяют при строительстве перегородок и подвесных конструкций потолка, а так же для выравнивания стен.

Гипсоволокнистый лист )

Гипсоволокнистый лист ) - строительный материал, в состав которого входит гипс с распущенной целлюлозной макулатурой. Отличается от ГКЛ повышенной прочностью. Сфера применения - сухая стяжка пола, создание межкомнатных перегородок, подвесного потолка. ГВЛ прост в применении и легко поддается финишной обработке. Лист имеет толщину 10-12,3 мм.

Стекломагниевый лист )

Стекломагниевый лист ) - листовой отделочный материал, в основе которого используют магнезиальное вяжущее. Высокий показатель прочности, звукоизоляции, эластичен. Относится к огнеупорным листовым материалам. Поддается финишной и механической обработке. Применяют во влажных помещениях в качестве основы под напольное покрытие, в качестве облицовочного материала для потолка, при выравнивании стен, для устройства межкомнатных перегородок.

Плита древесноволокнистая (МДФ)

Плита древесноволокнистая со средней плотностью (или аббревиатура от Medium Density Fibreboard) - изготавливается прессованием древесной стружки (сухой метод) под высоким давлением и температурой. В качестве клеевого состава применяются карбидные смол. Используют при отделки мебели, устройстве межкомнатных дверей, в качестве декоративной отделки.

Плита древесно -стружечная )

Плита древесно -стружечная ) - материал, изготовленный из стружки древесины крупного размера, соединенный при помощи клея, под воздействием пресса. Данный строительный материал легко обрабатывается, а также имеет небольшую стоимость, в сравнение с другими листовыми материалами. Из ДСП изготавливают, панели для отделки внутри помещения. Минусом является то, что при монтаже достаточно сложно использовать крепёжные элементы. Саморезы и шурупы прикручиваются плохо.

Гипсостружечная плита )

Гипсостружечная плита ) — прочный материал, изготовленный прессованием гипса с древесной стружкой без применения клея и смол. Полусухой способ производства включает в себя добавление воды и равномерное нанесение стружки по всей площади поверхности. Это выполняется с целью увеличения несущей способности конструкции. ГСП относится к экологичным, безопасным строительным материалам. Плотность листа составляет 1250 кг/м3. Применяют при облицовки внутренних стен, потолка, пола, устройстве межкомнатных перегородок. Сочетание гипса и древесной стружки в ГСП обеспечивает материалу такие свойства, как: хорошая звукоизоляция (до 32-35 дБ), поддержание баланса влагообмена в помещении, удароустойчивость, негорючесть, высокопрочность. Лицевая сторона плиты имеет светлую и гладкую поверхность. Толщина листа 8-12 мм. Различают следующие типы ГСП: обычная и влагостойкая (ГСПВ).

Читайте подробнее про ГСП: Применение, особенности работы и характеристики гипсостружечных плит (ГСП)

Цементно -стружечная плита )

Цементно -стружечная плита ) - высокопрочный, влагоустойчивый строительный продукт, изготавливается путем соединения цемента с тонкой древесной стружкой. Дополнительным компонентом является химическая добавка, которая снижает вредное воздействие стружки на цемент. Данный материал отличается своей долговечностью, имеет хорошие звуко- и теплоизоляционные свойства. Перечисленные факторы позволяют применять плиты в качестве материала для обшивки стен, как внутри, так и снаружи здания в различных условиях климата. ЦСП легок в работе и обработке, как и дерево. Правда в отличие от последнего ЦСП не подвержен влиянию насекомых, грызунов, грибковых бактерий. Цемент обеспечивает хорошую сопротивляемость воспламенению. А древесная стружка не дает плите растрескиваться от мороза или высокой температуры воздуха.

Аквапанель

Аквапанель - влагостойкий, листовой, композитный материал, основой которого служит цемент (без примеси асбеста) и сетчатая стеклоткань. В качестве добавки применяется минеральный заполнитель - керамзит мелкой фракции, выполняющий роль «сердечника». Стеклоткань укладывается равномерным слоем на всю поверхность панели. Края строительного материала имеют округлую форму. Продукт относится к экологически безопасным, за счет отсутствия в составе асбеста и органических веществ. Сфера применения - выполнение отделочных работ внутри и снаружи помещения (фасады, облицовки, перегородки). Плита имеет высокую устойчивость к механическим воздействиям и высоким показателям влажности воздуха, поэтому в процессе эксплуатации не будет деформироваться. Материал не подвержен гниению. Края аквапанели обрезаются, а кромки усиливаются. Толщина листового материала составляет 12,5 мм.

Читайте подробнее про Аквапанели: Применение аквапанелей, особенности работы и технические характеристики

Асбестовый картон (Асбокартон) - строительный материал, который изготавливается на основе волокна хризолитового асбеста, с добавлением связующего компонента (крахмала). Данный вид листового материала относится к огнестойким, обладает изоляционными свойствами, высокой механической прочностью, щелочестойкостью, долговечностью. Листы асбокартона применяются для огнезащиты и теплоизоляции, для уплотнения стыков аппаратуры и коммуникаций. Выделяют три его типа: КАОН-1, КАОН-2 — общего назначения; КАП — прокладочный. Способ укладки на изолируемую поверхность не требует специальных навыков работы и использования специальных инструментов. Толщина листового материала составляет 1,3-10 мм в зависимости от типа.

Асбестоцементная электротехническая доска ) - листовой материал, в основе которого цемент. Представляет собой прочную доску или плиту. Этот вид листового материала имеет повышенную термостойкость и стойкость к высокому напряжению. Используется АЦЭИД в качестве отделочного материала для печей, для изготовления электрических щитов, ограждений электропечей и т.п. То есть там, где необходима высокая прочность и защита от высокого напряжения. Также используют при отделке фасада здания, создание строительных перегородок. Используется как звукоизоляционный материал. Почти не пропускает воду и электрический ток. Используется как основание для электрических машин и аппаратов, при производстве тигельных и индукционных печей, корпусов для дугогасильных камер. Толщина ацеида может быть от 6 до 40 мм. Требуется специальный инструмент для его резки.

Читайте подробнее про Ацэид: Свойства и область применения асбестоцементной доски (Ацэид)

Эмалированное стекло (ЭМАЛИТ , СТЕМАЛИТ )

Эмалированное стекло (ЭМАЛИТ , СТЕМАЛИТ ) - устойчивое к агрессивным средам (кислотам, щелочам) стекло, покрытое с одной стороны эмалированной краской. Краска различного цвета наносится на стеклянную поверхность, после чего выполняется ее закалка. Продукт не подвержен воздействию высокой влажности, имеет физическую стойкость к стираниям (царапинам), обладает механической прочностью. Довольно широко применяется в фасадном и интерьерном остеклении, в качестве функционального или декоративного элемента. Используется в облицовке зданий (внутри и снаружи); производстве оборудования, мебели, стеновых панелей, цельностеклянных дверей; устройство межкомнатных перегородок.

Читайте подробнее про эмалированное стекло: Эмалированное стекло (Стемалит)

Заключение. В статье представлены основные виды и характеристики листовых материалов применяемых при строительстве и ремонте, а также указана область наибольшего его применения и способы обработки каждого из описанных выше видов.

Многим из нас хорошо известны основные свойства например обычной фанеры – ее прочность, жесткость, стабильность и размеры.

Но, скорее всего, вы мало знакомы со свойствами других листовых материалов, появившихся в последние годы.

Неважно, какой проект вам предстоит изготовить, – мы поможем найти материал, идеально подходящий для ваших задач.

Улучшенные свойства благодаря современным разработкам

Все листовые и плитные материалы, включая фанеру, относятся к обширной категории искусственных древесных материалов. В отличие от натуральной, природной древесины, когда доски и брусья просто выпиливаются из древесного ствола и высушиваются, искусственные материалы получают путем дальнейшей обработки, добиваясь улучшения или изменения некоторых свойств.

Например, фанера состоит из множества тонких слоев, склеенных друг с другом так, что направление волокон каждого слоя перпендикулярно соседним. Это увеличивает прочность, уменьшает колебания размеров и позволяет использовать древесину с красивой текстурой только на внешних слоях.

Хотя фанера до сих пор доминирует на рынке, появляется все больше новых листовых материалов, производимых из стружки, опилок или размолотой в порошок древесины, которые смешиваются с клеем и специальными добавками, а затем прессуются. Гак изготавливаются широко известные древесно-стружечные и древесноволокнистые плиты (ДСП и МДФ). Даже традиционная фанера изменилась путем частичной замены внутренних или внешних слоев другими материалами, а становящаяся популярной фанера высокой плотности склеивается из множества очень тонких слоев шпона.

В статье описаны назначение и свойства десятка листовых и плитных материалов. Примечание.

Мы не стали включать в нее некоторые материалы, такие как ОСИ (ориентированно-стружечную плиту) и антисептированную фанеру, предназначенные для строительствва, а не для столярной работы.

Описание листовых материалов

• 1. Материал
• 2. Описание
• 3. Применение
• 4. Стандартные размеры
• 5. Сорта
• 6. Преимущества
• 7. Недостатки

Перечень:

1. Древесно-стружечная плита

2. Состоит из опилок и древесной муки со специальными добавками. Термическое прессование в листы и плиты.

3. Широко используется как подложка для напольных покрытий, для изготовления дешевой корпусной мебели. Ограниченно применяется в мастерских для изготовления некоторых приспособлений.

4. Листы и плиты толщиной 6; 12; 16; 19; 25 и 32 НИ.

5. PBU – для чернового пола M-S, М-1,М-2иМ-3-для изготовления корпусной мебели и столешниц.

6. Низкая стоимость и доступность, легкость обработки и относительная стабильность размеров.

7. Недостаточная жесткость, низкая влагостойкость. Крепеж удерживается плохо.

1. Древесно-стружечная плита с меламиновым покрытием (ЛДСП)

2. Одна или обе поверхности ДСП облицовываются бумагой, пропитанной меламиновыми смолами. На дешевых сортах пластик просто наклеивается, а на дорогих прочно связывается с основой путем нагрева.

3. Отлично подходит для изготовления корпусной мебели, так как пластиковая поверхность легко чистится. Используйте для изготовления приспособлений и простых фрезерных столов.

4. Листы и плиты размером 1250×2500 мм и толщиной 5; 12; 16 и 18 мм.

5. Стандартных градаций ЛДСП не существует, но есть так называемые «вертикальная» и «горизонтальная» разновидности. Дорогие сорта обычно имеют более толстую и прочную пленку покрытия.

6. Недорогой доступный материал с легко чистящейся поверхностью. Широкая гамма расцветок. Встречаются разновидности с покрытием из крафт-бумаги или натурального шпона.

7. Тяжелый материал с низкой влагостойкостью. Края распила часто повреждаются сколами при раскрое пильными дисками, не предназначенными для этого материала.

1. Оргалит

2. Смесь молотых древесных волокон со смолами, спрессованная в листы. Одна или обе стороны листа могут быть гладкими.

3. Отлично подходит для изготовления самодельных приспособлений и мебели для мастерской, особенно разновидности с двумя гладкими сторонами. Перфорированный оргалит-удобное средство для подвески инструментов.

4. Листы толщиной 3 и б мм.

5. Черновой (2 зеленых полосы), стандартный (1 зеленая полоса), средней твердости (2 красных полосы), твердый (1 красная полоса), S1S (с одной гладкой стороной), S2S (с обеими гладкими сторонами).

6. Доступный и недорогой материал, легко обрабатывается, относительно стабилен, хорошо окрашивается.

7. Стандартный и черновой сорта не влагостойки, плохо шлифуются и плохо удерживают крепеж. Их края легко повреждаются.

1. Древесно-волокнистая плита средней плотности (МДФ)

2. Смесь целлюлозных волокон с синтетическими смолами, спрессованная при нагреве.

3. Отлично подходит для изготовления приспособлений, корпусной мебели, окрашиваемых изделий, отделочных профилей. Используется в качестве основы для наклейки шпона и пластиков.

5. Основная разновидность: Industrial. Дешевые сорта обозначаются маркой «В» или «shop». Также классифицируется по плотности: стандартная – MD, низкой плотности – LD.

6. Гладкие поверхности, отсутствие внутренних и наружных дефектов, стабильная толщина. Хорошо склеивается. Кромки легко обрабатываются.

7. Тяжелый материал. Обычные шурупы удерживаются плохо.

1. Хвойная фанера

2. Перекрестно склеенные слои шпона из древесины хвойных пород.

3. Садовая мебель, постройки и конструкции на открытом воздухе, мебель для мастерских, основание для напольных покрытий.

4. Листы и плиты толщиной 6; 10; 12; 16; 19 и 22 мм размерами 1220×2440 и 1225×2500 мм.

5. Сорта А, В, C,D (I,II, III, IV).

6. Дешевле фанеры из лиственных пород древесины. На первосортной фанере лицевой слой шпона часто имеет красивый рисунок текстуры.

7. Красивый внешний вид часто скрывает многие дефекты. Невысокая жесткость.

1. Кашированная фанера

2. Фанера с двухсторонним покрытием из плотной бумаги, пропитанной синтетическими смолами.

4. Листы и плиты толщиной 6; 8; 10; 12; 16 и 19 мм размерами 1220×2440 мм.

5. Классифицируется по сортам так же, как фанера из лиственных пород древесины. Внешние слои (оклеенные бумагой) из шпона сорта В (II) или А (I), внутренние слои из шпона сорта С (III).

6. Гладкие поверхности хорошо окрашиваются. Легко обрабатывается. Долговечный материал, устойчивый к атмосферным воздействиям.

7. Тяжелый материал. Ограниченная доступность.

1. Декоративная фанера

2. Фанера с наружными слоями шпона из ценных пород древесины.

3. Применяется для изготовления мебели и отделки интерьеров.

4. Листы толщиной 3;6; 10; 12; 16 и 19 мм.

5. Сорта шпона на лицевой стороне: АА, А, В, C/D/E на задней стороне: 1,2,3,4.

6. Стабильнее и дешевле массивной древесины. Отсутствие внешних дефектов на лицевой стороне. Красивый внешний вид.

7. Толстые листы могут быть тяжелыми. Тонкий шпон легко повредить. Кромки деталей приходится закрывать накладками.

1. Березовая фанера

2. Склеивается из тонких слоев шпона. В дорогих сортах отсутствуют внутренние дефекты.

3. Применяется для изготовления приспособлений, мебели, выдвижных ящиков.

4. Листы размером 1525×1525 мм и толщиной 4; 6; 5; 9; 12; 15 и 18 мм.

5. Сорта: АА, А, В, С, D.

6. Жесткость, стабильность, отсутствие дефектов. Хорошо удерживает шурупы. Обработанные кромки декоративны.

7. Тяжелый материал. Наружные слои только из березового шпона.

1. Фанера «Appleply»

2. Американская разновидность высококачественной березовой фанеры с наружными слоями шпона из древесины ценных пород.

3. Применяется так же, как европейская березовая фанера, преимущественно в декоративных целях.

4. Листы и плиты толщиной 6; 10; 13; 19; 25 и 32 мм размерами 1220×2440 мм.

5. Градации по сортам нет, но для внешних слоев используется шпон сорта «В» или «А».

6. Жесткость, стабильность, отсутствие дефектов. Хорошо удерживает крепеж. Разнообразие шпона на лицевых сторонах.

7. Ограниченная доступность, высокая стоимость.

1. Гибкая фанера

2. Все внутренние слои шпона перпендикулярны наружным, что позволяет изгибать фанеру поперек волокон наружного слоя.

3. Основное применение в качестве основы при изготовлении мебели.

4. Листы толщиной 3 и 10 мм размером 1220×2440 мм. По заказу изготавливаются листы другой толщины.

5. Изгибается по малым радиусам без растрескивания, не требует распаривания или поперечных пропилов.

6. Благодаря повышенной гибкости позволяет делать закругленные углы и декоративные формы.

7. Не применяется для нагруженных конструкций.Качество шпона на лицевых сторонах не нормируется.

1. Всегда тщательно измеряйте толщину листовых материалов, прежде чем выбрать пазы или шпунты в смежных деталях. Например, толщина фанеры часто бывает на 0,3-0,8 мм меньше номинальной.

2. Распиливая листовые материалы на пильном станке, располагайте их лицевой стороной вверх, чтобы избежать сколов. При раскрое циркулярной пилой их следует располагать лицевой стороной вниз.

Прочные материалы имеют широкий спектр использования.

Вконтакте

Однокласники

Есть не только самый твёрдый металл, но и самая твердая и прочная древесина, а так же самые прочные искусственно созданные материалы.

Где используют самые прочные материалы?

Сверхпрочные материалы применяют во многих сферах жизни. Так, химики Ирландии и Америки разработали технологию, посредством которой производится прочное текстильное волокно.

Нить этого материала в диаметре – пятьдесят микрометров. Она создана из десятков миллионов нанотрубок, которые с помощью полимера скреплены между собой.

Особо прочные текстильные материалы пользуются спросом

Прочность этого электропроводящего волокна на разрыв выше прочности паутины паука-кругопряда в три раза. Полученный материал используется для изготовления сверхлегких бронежилетов и спортивного инвентаря.

Название еще одного прочного материала – ONNEX, созданного по заказу Министерства обороны США. Кроме применения его при производстве бронежилетов, новый материал можно так же использовать в системах летного контроля, сенсорах, двигателях.

Особые нано-трубки делают материалы особенно прочными

Существует разработанная учеными технология, благодаря которой прочные, твердые, прозрачные и легкие материалы получают посредством преобразования аэрогелей.

На их основе можно производить облегченные бронежилеты, броню для танков и прочные строительные материалы. Новосибирские ученые изобрели плазменный реактор нового принципа, благодаря которому можно производить нанотубулен – сверхпрочный искусственный материал.

Этот материал открыли еще двадцать лет назад. Он представляет собой массу эластичной консистенции. Она состоит из сплетений, которые невозможно увидеть невооруженным глазом. Толщина стенок данных сплетений – один атом.

Российские ученые изобрели супер-надежный материал нанотубулен

То что атомы как бы вложены друг в друга по принципу «русской матрешки», делает нанотубулен наиболее прочным материалом из всех известных.

При добавлении этого материала в бетон, металл, пластик, значительно усиливаются их прочность и электропроводность. Нанотубулен поможет сделать машины и самолеты более прочными. Если же новый материал придет в широкое производство, то очень прочными могут стать дороги, дома, техника.

Разрушить их будет очень сложно. Нанотубулен до сих пор не был внедрен в широкое производство из-за очень высокой себестоимости. Однако новосибирским ученым удалось значительно снизить себестоимость этого материала. Теперь нанотубулен можно производить не килограммами, а тоннами.

Нанотубулен пока не нашел широкого применения

Самый твердый металл

Среди всех известных металлов самым твердым является хром, однако его твердость во многом зависит от чистоты. Его свойства – коррозионностойкость, жаропрочность и тугоплавкость. Хром – металл беловато-голубого оттенка. Его твердость по Бринеллю равна 70-90 кгc/см2.

Температура плавления самого твердого металла – тысяча девятьсот семь градусов по Цельсию при плотности семь тысяч двести кг/м3.

Этот металл находится в земной коре в размере 0,02 процента, что немало. Обычно он встречается в виде хромистого железняка. Хром добывают из силикатных горных пород.

Хром считается самым прочным металлом

Этот металл используют в промышленности, выплавляя хромистую сталь, нихром и так далее. Его применяют для антикоррозийных и декоративных покрытий. Хромом очень богаты падающие на Землю каменные метеориты.

Самое прочное дерево

Есть древесина, которая превосходит по прочности чугун и может сравниться с прочностью железа. Речь идет о «Березе Шмидта». Ее так же называют Железной березой. Человек не знает более прочного дерева, чем это. Открыл ее русский ученый-ботаник по фамилии Шмидт, находясь на Дальнем Востоке.

Береза Шмидта - самое прочное дерево Древесина превышает по прочности чугун в полтора раза, прочность на изгиб примерно равна прочности железа.

Из-за таких свойств, железная береза вполне могла бы иногда заменять металл, ведь эта древесина не подвержена коррозии и гниению. Корпус судна, сделанный из Железной березы можно даже не красить, судно не разрушит коррозия, действие кислот ему тоже не страшно.

Береза Шмидта прочнее железа

Березу Шмидта невозможно пробить пулей, топором ее не срубишь. Из всех берез нашей планеты долгожителем является именно Железная береза – она живет четыреста лет.

Ее место произрастания – заповедник Кедровая Падь. Это редкий охраняемый вид, который занесен в Красную Книгу. Если бы не такая редкость, сверхпрочную древесину этого дерева можно было бы повсеместно использовать.

А вот самые высокие деревья в мире секвойи не являются очень прочным материалом. Зато, по данным uznayvse.ru, могут вырастать до 150 метров в высоту.

Самый прочный материал во вселенной

Наиболее прочным и одновременно легким материалом нашей вселенной является графен. Это углеродная пластина, толщина которой всего один атом, но она прочнее алмаза, а электропроводность в сто раз выше кремния компьютерных чипов.

Окружающий нас мир таит в себе еще множество загадок, но даже давно известные ученым явления и вещества не перестают удивлять и восторгать. Мы любуемся яркими красками, наслаждаемся вкусами и используем свойства всевозможных веществ, делающих нашу жизнь комфортнее, безопаснее и приятнее. В поисках самых надежных и крепких материалов человек совершил немало восторгающих открытий, и перед вами подборка как раз из 25 таких уникальных соединений!

25. Алмазы

Об этом точно знают если не все, то почти все. Алмазы – это не только одни из самых почитаемых драгоценных камней, но и один из самых твердых минералов на Земле. По шкале Мооса (шкала твёрдости, в которой оценка дается по реакции минерала на царапание) алмаз числится на 10 строчке. Всего в шкале 10 позиций, и 10-ая – последняя и самая твердая степень. Алмазы такие твердые, что поцарапать их можно разве что другими алмазами.

24. Ловчие сети паука вида Caerostris darwini


Фото: pixabay

В это сложно поверить, но сеть паука Caerostris darwini (или паук Дарвина) крепче стали и тверже кевлара. Эту паутину признали самым твердым биологическим материалом в мире, хотя сейчас у нее уже появился потенциальный конкурент, но данные еще не подтверждены. Паучье волокно проверили на такие характеристики, как разрушающая деформация, ударная вязкость, предел прочности и модуль Юнга (свойство материала сопротивляться растяжению, сжатию при упругой деформации), и по всем этим показателям паутина проявила себя удивительнейшим образом. Вдобавок ловчая сеть паука Дарвина невероятно легкая. Например, если волокном Caerostris darwini обернуть нашу планету, вес такой длинной нити составит всего 500 граммов. Таких длинных сетей не существует, но теоретические подсчеты просто поражают!

23. Аэрографит


Фото: BrokenSphere

Эта синтетическая пена – один из самых легких волокнистых материалов в мире, и она представляет собой сеть углеродных трубочек диаметром всего в несколько микронов. Аэрографит в 75 раз легче пенопласта, но при этом намного прочнее и пластичнее. Его можно сжать до размеров, в 30 раз меньших первоначального вида, без какого-либо вреда для его чрезвычайно эластичной структуры. Благодаря этому свойству аэрографитная пена может выдержать нагрузку, в 40 000 раз превышающую ее собственный вес.

22. Палладиевое металлическое стекло


Фото: pixabay

Команда ученых их Калифорнийского технического института и Лаборатории Беркли (California Institute of Technology, Berkeley Lab) разработала новый вид металлического стекла, совместивший в себе практически идеальную комбинацию прочности и пластичности. Причина уникальности нового материала кроется в том, что его химическая структура успешно скрадывает хрупкость существующих стеклообразных материалов и при этом сохраняет высокий порог выносливости, что в итоге значительно увеличивает усталостную прочность этой синтетической структуры.

21. Карбид вольфрама


Фото: pixabay

Карбид вольфрама – это невероятно твердый материал, обладающий высокой износостойкостью. В определенных условиях это соединение считается очень хрупким, но под большой нагрузкой оно показывает уникальные пластические свойства, проявляющиеся в виде полос скольжения. Благодаря всем этим качествам карбид вольфрама используется в изготовлении бронебойных наконечников и различного оборудования, включая всевозможные резцы, абразивные диски, свёрла, фрезы, долота для бурения и другие режущие инструменты.

20. Карбид кремния


Фото: Tiia Monto

Карбид кремния – один из основных материалов, используемых для производства боевых танков. Это соединение известно своей низкой стоимостью, выдающейся тугоплавкостью и высокой твердостью, и поэтому оно часто используется в изготовлении оборудования или снаряжения, которое должно отражать пули, разрезать или шлифовать другие прочные материалы. Из карбида кремния получаются отличные абразивы, полупроводники и даже вставки в ювелирные украшения, имитирующие алмазы.

19. Кубический нитрид бора


Фото: wikimedia commons

Кубический нитрид бора – это сверхтвердый материал, по своей твердости схожий с алмазом, но обладающий и рядом отличительных преимуществ – высокой температурной устойчивости и химической стойкости. Кубический нитрид бора не растворяется в железе и никеле даже под воздействием высоких температур, в то время как алмаз в таких же условиях вступает в химические реакции достаточно быстро. На деле это выгодно для его использования в промышленных шлифовальных инструментах.

18. Сверхвысокомолекулярный полиэтилен высокой плотности (СВМПЭ), марка волокон «Дайнима» (Dyneema)


Фото: Justsail

Полиэтилен с высоким модулем упругости обладает чрезвычайно высокой износостойкостью, низким коэффициентом трения и высокой вязкостью разрушения (низкотемпературная надёжность). Сегодня его считают самым прочным волокнистым веществом в мире. Самое удивительное в этом полиэтилене то, что он легче воды и одновременно может останавливать пули! Тросы и канаты из волокон Дайнима не тонут в воде, не нуждаются в смазке и не меняют свои свойства при намокании, что очень актуально для судостроения.

17. Титановые сплавы


Фото: Alchemist-hp (pse-mendelejew.de)

Титановые сплавы невероятно пластичные и демонстрируют удивительную прочность во время растяжения. Вдобавок они обладают высокой жаропрочностью и коррозионной стойкостью, что делает их крайне полезными в таких областях, как авиастроение, ракетостроение, судостроение, химическое, пищевое и транспортное машиностроение.

16. Сплав Liquidmetal


Фото: pixabay

Разработанный в 2003 году в Калифорнийском техническом институте (California Institute of Technology), этот материал славится своей силой и прочностью. Название соединения ассоциируется с чем-то хрупким и жидким, но при комнатной температуре оно на самом деле необычайно твердое, износостойкое, не боится коррозии и при нагревании трансформируется, как термопласты. Основными сферами применения пока что являются изготовление часов, клюшек для гольфа и покрытий для мобильных телефонов (Vertu, iPhone).

15. Наноцеллюлоза


Фото: pixabay

Наноцеллюлозу выделяют из древесного волокна, и она представляет собой новый вид деревянного материала, который прочнее даже стали! Вдобавок наноцеллюлоза еще и дешевле. Инновация имеет большой потенциал и в будущем может составить серьезную конкуренцию стеклу и углеволокну. Разработчики считают, что этот материал вскоре будет пользоваться большим спросом в производстве армейской брони, супергибких экранов, фильтров, гибких батареек, абсорбирующих аэрогелей и биотоплива.

14. Зубы улиток вида «морское блюдечко»


Фото: pixabay

Ранее мы уже рассказали вам о ловчей сети паука Дарвина, которую некогда признали самым прочным биологическим материалом на планете. Однако недавнее исследование показало, что именно морского блюдечка – наиболее прочная из известных науке биологических субстанций. Да-да, эти зубки прочнее паутины Caerostris darwini. И это неудивительно, ведь крошечные морские создания питаются водорослями, растущими на поверхности суровых скал, и чтобы отделить пищу от горной породы, этим зверькам приходится потрудиться. Ученые полагают, что в будущем мы сможем использовать пример волокнистой структуры зубов морских блюдечек в машиностроительной промышленности и начнем строить автомобили, лодки и даже воздушные суда повышенной прочности, вдохновившись примером простых улиток.

13. Мартенситно-стареющая сталь


Фото: pixabay

Мартенситно-стареющая сталь – это высокопрочный и высоколегированный сплав, обладающий превосходной пластичностью и вязкостью. Материал широко распространен в ракетостроении и используется для изготовления всевозможных инструментов.

12. Осмий


Фото: Periodictableru / www.periodictable.ru

Осмий – невероятно плотный элемент, и благодаря своей твердости и высокой температуре плавления он с трудом поддается механической обработке. Именно поэтому осмий используют там, где долговечность и прочность ценятся больше всего. Сплавы с осмием встречаются в электрических контактах, ракетостроении, военных снарядах, хирургических имплантатах и применяются еще во многих других областях.

11. Кевлар


Фото: wikimedia commons

Кевлар – это высокопрочное волокно, которое можно встретить в автомобильных шинах, тормозных колодках, кабелях, протезно-ортопедических изделиях, бронежилетах, тканях защитной одежды, судостроении и в деталях беспилотных летательных аппаратов. Материал стал практически синонимом прочности и представляет собой вид пластика с невероятно высокой прочностью и эластичностью. Предел прочности кевлара в 8 раз выше, чем у стального провода, а плавиться он начинает при температуре в 450℃.

10. Сверхвысокомолекулярный полиэтилен высокой плотности, марка волокон «Спектра» (Spectra)


Фото: Tomas Castelazo, www.tomascastelazo.com / Wikimedia Commons

СВМПЭ – это по сути очень прочный пластик. Спектра, марка СВМПЭ, – это в свою очередь легкое волокно высочайшей износостойкости, в 10 раз превосходящее по этому показателю сталь. Как и кевлар, спектра используется в изготовлении бронежилетов и защитных шлемов. Наряду с СВМПЭ марки дайнимо спектра популярна в судостроении и транспортной промышленности.

9. Графен


Фото: pixabay

Графен – это аллотропная модификация углерода, и его кристаллическая решетка толщиной всего в один атом настолько прочная, что она в 200 раз тверже стали. Графен с виду похож на пищевую пленку, но порвать его – практически непосильная задача. Чтобы пробить графеновый лист насквозь, вам придется воткнуть в него карандаш, на котором должен будет балансировать груз весом с целый школьный автобус. Удачи!

8. Бумага из углеродных нанотрубок


Фото: pixabay

Благодаря нанотехнологиям ученым удалось сделать бумагу, которая в 50 тысяч раз тоньше человеческого волоса. Листы из углеродных нанотрубок в 10 раз легче стали, но удивительнее всего то, что по прочности они превосходят в целых 500 раз! Макроскопические пластины из нанотрубок наиболее перспективны для изготовления электродов суперконденсаторов.

7. Металлическая микрорешетка


Фото: pixabay

Перед вами самый легкий в мире металл! Металлическая микрорешетка – это синтетический пористый материал, который в 100 раз легче пенопласта. Но пусть его внешний вид не вводит вас в заблуждение, ведь эти микрорешетки заодно и невероятно прочные, благодаря чему они обладают большим потенциалом для использования во всевозможных инженерных областях. Из них можно изготавливать превосходные амортизаторы и тепловые изоляторы, а удивительная способность этого металла сжиматься и возвращаться в своё первоначальное состояние позволяет использовать его для накопления энергии. Металлические микрорешетки также активно применяются в производстве различных деталей для летательных аппаратов американской компании Boeing.

6. Углеродные нанотрубки


Фото: User Mstroeck / en.wikipedia

Выше мы уже рассказывали про сверхпрочные макроскопические пластины из углеродных нанотрубок. Но что же это за материал такой? По сути это свернутые в трубку графеновые плоскости (9-ый пункт). В результате получается невероятно легкий, упругий и прочный материал широкого спектра применения.

5. Аэрографен


Фото: wikimedia commons

Известный также как графеновый аэрогель, этот материал чрезвычайно легкий и прочный одновременно. В новом виде геля жидкая фаза полностью заменена на газообразную, и он отличается сенсационной твердостью, жаропрочностью, низкой плотностью и низкой теплопроводностью. Невероятно, но графеновый аэрогель в 7 раз легче воздуха! Уникальное соединение способно восстанавливать свою изначальную форму даже после 90% сжатия и может впитывать такое количество масла, которое в 900 раз превышает вес используемого для абсорбции аэрографена. Возможно, в будущем этот класс материалов поможет в борьбе с такими экологическими катастрофами, как разливы нефти.

4. Материал без названия, разработка Массачусетского технологического института (MIT)


Фото: pixabay

Пока вы читаете эти строки, команда ученых из MIT работает над усовершенствованием свойств графена. Исследователи заявили, что им уже удалось преобразовать двумерную структуру этого материала в трехмерную. Новая графеновая субстанция еще не получила своего названия, но уже известно, что ее плотность в 20 раз меньше, чем у стали, а ее прочность в 10 раз выше аналогичной характеристики стали.

3. Карбин


Фото: Smokefoot

Хоть это и всего лишь линейные цепочки атомов углерода, карбин обладает в 2 раза более высоким пределом прочности, чем графен, и он в 3 раза жестче алмаза!

2. Нитрид бора вюрцитной модификации


Фото: pixabay

Это недавно открытое природное вещество формируется во время вулканических извержений, и оно на 18% тверже алмазов. Впрочем, алмазы оно превосходит еще по целому ряду других параметров. Вюрцитный нитрид бора – одна из всего 2 натуральных субстанций, обнаруженных на Земле, которая тверже алмаза. Проблема в том, что таких нитридов в природе очень мало, и поэтому их непросто изучать или применять на практике.

1. Лонсдейлит


Фото: pixabay

Известный также как алмаз гексагональный, лонсдейлит состоит из атомов углерода, но в случае данной модификации атомы располагаются несколько иначе. Как и вюрцитный нитрид бора, лонсдейлит – превосходящая по твердости алмаз природная субстанция. Причем этот удивительный минерал тверже алмаза на целых 58%! Подобно нитриду бора вюрцитной модификации, это соединение встречается крайне редко. Иногда лонсдейлит образуется во время столкновения с Землей метеоритов, в состав которых входит графит.