Міцні матеріали мають широкий спектр використання.

Однокласники

Є не тільки найтвердіший метал, але й найтвердіша і міцна деревина, а також міцні штучно створені матеріали.

Де використовують найміцніші матеріали?

Надміцні матеріали застосовують у багатьох сферах життя. Так, хіміки Ірландії та Америки розробили технологію, за допомогою якої виготовляється міцне текстильне волокно.

Нитка цього матеріалу в діаметрі – п'ятдесят мікрометрів. Вона створена з десятків мільйонів нанотрубок, які за допомогою полімеру скріплені між собою.

Особливо міцні текстильні матеріали мають попит

Міцність цього електропровідного волокна на розрив вище міцності павутиння павука-кругопряда втричі. Отриманий матеріал використовується для виготовлення надлегких бронежилетів та спортивного інвентарю.

Назва ще одного міцного матеріалу – ONNEX, створеного на замовлення Міністерства оборони США. Крім застосування його при виробництві бронежилетів, новий матеріал можна використовувати в системах льотного контролю, сенсорах, двигунах.

Спеціальні нано-трубки роблять матеріали особливо міцними

Існує розроблена вченими технологія, завдяки якій міцні, тверді, прозорі та легкі матеріали одержують за допомогою перетворення аерогелів.

На їх основі можна виробляти полегшені бронежилети, броню для танків та міцні будівельні матеріали. Новосибірські вчені винайшли плазмовий реактор нового принципу, завдяки якому можна виробляти нанотубулен – надміцний штучний матеріал.

Цей матеріал відкрили ще 20 років тому. Він є масою еластичної консистенції. Вона складається зі сплетень, які неможливо побачити неозброєним оком. Товщина стінок цих сплетень - один атом.

Російські вчені винайшли супер-надійний матеріал нанотубулен

Те, що атоми ніби вкладені один в одного за принципом «російської матрьошки», робить нанотубулен найбільш міцним матеріалом з усіх відомих.

При додаванні цього матеріалу в бетон, метал, пластик значно посилюються їх міцність і електропровідність. Нанотубулен допоможе зробити машини та літаки міцнішими. Якщо ж новий матеріал прийде у широке виробництво, дуже міцними можуть стати дороги, будинки, техніка.

Зруйнувати їх буде дуже складно. Нанотубулен досі не було впроваджено у широке виробництво через дуже високу собівартість. Проте новосибірським вченим удалося значно знизити собівартість цього матеріалу. Тепер нанотубулен можна виготовляти не кілограмами, а тоннами.

Нанотубулен поки не знайшов широкого застосування

Найтвердіший метал

Серед усіх відомих металів найтвердішим є хром, проте його твердість багато в чому залежить від чистоти. Його властивості - корозійностійкість, жароміцність і тугоплавкість. Хром - метал білувато-блакитного відтінку. Його твердість за Брінеллем дорівнює 70-90 кгc/см2.

Температура плавлення найтвердішого металу – 1970 градусів за Цельсієм при щільності 7200 кг/м3.

Цей метал знаходиться у земній корі у розмірі 0,02 відсотка, що є чимало. Зазвичай він зустрічається у вигляді хромистого залізняку. Хром видобувають із силікатних гірських порід.

Хром вважається найміцнішим металом

Цей метал використовують у промисловості, виплавляючи хромисту сталь, ніхром і так далі. Його застосовують для антикорозійних та декоративних покриттів. Хромом дуже багаті кам'яні метеорити, що падають на Землю.

Найміцніше дерево

Є деревина, яка перевершує міцність чавуну і може зрівнятися з міцністю заліза. Йдеться про «Берез Шмідта». Її також називають Залізною березою. Людина не знає міцнішого дерева, ніж це. Відкрив її російський учений-ботаник на прізвище Шмідт, перебуваючи Далекому Сході.

Береза ​​Шмідта - найміцніше дерево Деревина перевищує за міцністю чавун у півтора рази, міцність на вигин приблизно дорівнює міцності заліза.

Через такі властивості, залізна береза ​​цілком могла б іноді замінювати метал, адже ця деревина не схильна до корозії та гниття. Корпус судна, зроблений із Залізної берези, можна навіть не фарбувати, судно не зруйнує корозія, дія кислот йому теж не страшна.

Береза ​​Шмідта міцніша за залізо

Березу Шмідта неможливо пробити кулею, сокирою її не зрубаєш. Зі всіх беріз нашої планети довгожителем є саме Залізна береза ​​– вона живе чотириста років.

Її місце зростання - заповідник Кедрова Падь. Це рідкісний вид, що охороняється, який занесений в Червону Книгу. Якби не така рідкість, надміцну деревину цього дерева можна було б використовувати.

А ось найвищі дерева у світі секвої не є дуже міцним матеріалом. Натомість, за даними uznayvse.ru, можуть зростати до 150 метрів заввишки.

Найміцніший матеріал у всесвіті

Найбільш міцним і водночас легким матеріалом нашого всесвіту є графен. Це вуглецева пластина, товщина якої всього один атом, але вона міцніша за алмаз, а електропровідність у сто разів вище кремнію комп'ютерних чіпів.

Які різновиди плит для будівництва, ремонту та обшивки стін, підлоги та стелі існують?Їх особливості, переваги та недоліки. Якщо взяти для прикладу, каркасні будинки, то довговічність і зовнішній вигляд таких будинків безпосередньо залежать від панелей для внутрішньої і зовнішньої обшивки. Більше того, застосування панелей з готовим оздобленням або шаром теплоізоляції (панель «сендвіч») помітно скорочує і так нетривалі терміни будівництва збірно-каркасного будинку.

ДСП

Деревно-стружкова плитавиготовляється шляхом гарячого пресування дерев'яних стружок зі сполучними термоактивними смолами, які становлять 6-18% від маси стружки. Смоли екологічно небезпечні, оскільки містять шкідливий для людини формальдегід. За вмістом цієї речовини ДСП поділяють на класи E1 та Е2. Більш екологічно безпечний клас E1, він дозволений для використання у виробництві навіть дитячих меблів. Цілком облицьовані ДСП-плити не несуть жодної шкоди здоров'ю, шкідливий вплив роблять лише відкриті кромки. Нові технології дозволяють виготовляти плити класу Super Е, які за всіма санітарними нормами вважаються безпечними. Загалом матеріал відрізняється досить високою щільністю, низькою вартістю та простотою в обробці. ДСП обшивають стіни, дахи, виготовляють перегородки, підлоги, використовують як основу під лінолеум та килимові покриття.

Переваги ДСП:

• широка номенклатура кольорів, малюнків, товщини;
• легко обробляється;
• однорідність структури.

Недоліки ДСП:

• погано утримує шурупи та цвяхи, особливо при повторному складанні;
• вразливий для вологи;
• містить канцерогени (наприклад, меламін).

МДФ

Дерев'яна плита середньої щільностіабо деревоволокниста плита сухого пресування. МДФ від англійської (Medium Density Fiberboard). Виготовляється з деревної стружки, перемеленої на борошно методом сухого пресування, при високих температурі та тиску з додаванням речовини лігнін, що міститься в натуральній деревині. Лігнін робить цей матеріал екологічно чистим та стійким до грибків та мікроорганізмів. Плити МДФ бувають завтовшки від 3 до 30 мм і ламінуються пластиками, лакуються або облицьовуються шпоном. За вологостійкістю та механічними характеристиками МДФ перевершують натуральне дерево та ДСП. Також МДФ вдвічі міцніший і краще тримає шурупи. МДФ використовується для обробки приміщень, наприклад, у вигляді стінових панелей або ламінованого покриття для підлоги - ламінату, при виробництві меблів, корпусів акустичних систем. МДФ має однорідну структуру, легко обробляється, дуже міцна.

Переваги МДФ:

• вогнестійкість;
• біостійкість;
• висока міцність;
• краще, ніж ДСП тримає шурупи;
• вологостійкість вища, ніж у ДСП;
• широкий вибір кольорів та малюнків завдяки покриттю плівками та шпоном.

Недоліки МДФ:

• горить із виділенням отруйного диму;
• пилоподібні тирсу, що утворюються при обробці та розпилюванні плит, шкідливі для здоров'я.

Гіпсокартон (ГКЛ)

По праву вважається одним із найпопулярніших матеріалів для вирівнювання стін, стель і підлог, улаштування міжкімнатних перегородок і навіть елементів декору, таких як арки, колони, сфероїди, багаторівневі стельові покриття і т.д. Основним компонентом гіпсокартонних листів служить гіпсовий наповнювач і це визначає багато позитивних якостей будматеріалу. Так, гіпсокартон хімічно інертний, його кислотність приблизно дорівнює кислотності людської шкіри, він не містить і не виділяє у зовнішнє середовище шкідливих для людини хімічних сполук. Стандартна плита на 93% складається з двоводного гіпсу, 6% з картону та ще 1% припадає на поверхнево – активні речовини, крохмаль та вологу.

Так, крихкість панелей ускладнює їхнє транспортування, вантажно-розвантажувальні роботи. З цієї причини ГКЛ неспроможна витримувати значних фізичних навантажень і рекомендується вирівнювання підлог. Підвісні стелі з гіпсокартону можуть витримувати вагу не більше 4 кг на квадратний метр, в той час як натяжні стелі здатні нести навантаження більше 100 кг на цю ж одиницю площі.

Різновидом або сучаснішою модифікацією простого листа гіпсокартону служить пофарбований або ламінований гіпсокартон, гіпсовініл або гіпсолам- Гіпсокартон кольоровий, з вініловим покриттям. Принципово новий матеріал, що має ексклюзивний зовнішній вигляд з широким вибором декору. Застосовується для внутрішнього облицювання стін, для зашивки віконних укосів, створення перегородок, вітрин та виставкових стелажів, без додаткового оздоблення.

Ламінований гіпсокартон, гіпсовініл або гіпсолам - гіпсокартон кольоровий, обклеєний вініловим покриттям

Ці екологічно чисті негорючі панелі є гіпсовою плитою, обклеєною з двох сторін спеціальним картоном. Мають ідеальну геометрію та використовуються для влаштування внутрішніх перегородок та підшивки стель. Поставляються в листах 2700 (3000) х 1200 х 12 мм. Випускаються спеціальні марки гіпсокартону для вологих (ванна кімната) та пожежонебезпечних (стіна біля каміна) приміщень. Вони пофарбовані в «сигнальні» кольори – червоний та зелений. Є гіпсокартон і підвищена пластичність (товщина 6 мм, ширина 900 мм) для обшивки закруглених стін. На основі гіпсокартону виготовляють панелі сендвіч з теплоізолюючим шаром пінополіуретану (до 50 мм). Їх використовують вже для внутрішньої обшивки зовнішніх стін без подальшого утеплення та пароізоляції. Це значно скорочує термін будівництва.

Переваги гіпсокартону:

• не горить, але за значного нагрівання руйнується;

Недоліки гіпсокартону:

• низька міцність, крихкість;
• велика вразливість для вологи навіть вологостійкого різновиду;
• погано переносить низьку температуру та значні перепади температур;
• придатний тільки для внутрішнього оздоблення.

Гіпсопліта

Гіпсоплітипрактичний, сучасний та екологічно безпечний матеріал, тому що виготовляється без використання токсичних речовин із природного гіпсу, який не проводить електрики та не має запаху. Гіпсопліта відповідає всім вимогам протипожежної безпеки. Гіпсопліта, гіпсова пазогребнева плита (ПГП) є основним матеріалом при конструюванні перегородок, підвісних стель, різних декоративних виступів. Використовується для вирівнювання стель, стін, зашивки систем комунікацій. Гіпсопліту буває вологостійкою та стандартною. Стандартна використовується у будівлях із нормальною вологістю. Для сирих приміщень призначені плити із гідрофобними добавками. Такі плити легко відрізнити по характерному зеленому забарвленню.

Переваги гіпсопліт:

• екологічна та санітарна безпека;
• легко обробляється: ріжеться, свердлиться;
• мало горючий матеріал, клас горючості Г1
• щодо дешева.

Недоліки гіпсопліт:

• низька міцність, крихкість;
• велика вразливість для вологи навіть вологостійкого різновиду.

Гіпсоволокнистий лист

Гіпсоволокнистий лист (ГВЛ)– це сучасний екологічно чистий гомогенний матеріал, що має відмінні технічні характеристики. Він проводиться методом напівсухого пресування суміші гіпсу та целюлозної макулатури. За своїми фізичними властивостями гіпсоволоконний лист є досить міцним, твердим матеріалом, що славиться також своїми вогнетривкими якостями.

Гіпсоволокнистий лист, завдяки своїй універсальності, набув дуже широкого поширення у будівельній сфері. Застосовується для влаштування міжкімнатних перегородок, стяжок підлог, підвісних стель, облицювання стін та вогнезахисту конструкцій. Популярністю користується ГВЛ для підлоги, яка служить для складання основи покриття для підлоги, а також облицювальний варіант, за допомогою якого обшиваються, наприклад, дерев'яні поверхні, за рахунок чого підвищується їх вогнестійкість. Залежно від сфери застосування гіпсоволокнисті листи поділяють на два типи: ГВЛВ (вологостійкі) і ГВЛ (звичайні).

Переваги гіпсоволокнистих листів:

• ГВЛ у порівнянні з ГКЛ легше переносить розпилювання в будь-якому напрямку, оскільки однорідний за складом;
• Вища міцність за рахунок армування целюлозним волокном;
• Підвищена шумоізоляція.

Недоліки гіпсоволокнистих листів:

• Менш міцний на вигин, ніж ГКЛ;
• Менш пристосований для внутрішнього оздоблення, ніж ГКЛ;
• Необхідність попередньої обробки перед фарбуванням.

Цементно-стружкові плити (ЦСП)- ідеальний матеріал для зовнішньої обшивки каркасу та перегородок у вологих та вогненебезпечних приміщеннях, служить гарною вирівнюючою основою для будь-яких підлогових покриттів. Має тверду та гладку поверхню, штукатуриться та облицьовується плиткою, пиляється ножівкою, негорючий, стійкий до вологи та коливань температури. Поставляється в листах 3600 х 1200 х 10 (12, 16, 20 та 26) мм.

Фанера є одним з найпоширеніших матеріалів, що широко застосовуються в будівництві. Виробництво фанери відбувається шляхом склеювання кількох шарів лущеного шпону фенолформальдегідними смолами. Для цієї мети зазвичай використовують березовий або хвойний шпон невеликої товщини. Вибір цих порід обумовлений їх широким поширенням у наших лісах: у Європі, Новій Зеландії та деяких інших країнах для виробництва фанери різних сортів широко використовують дуб, клен, граб і навіть грушу. Склеювання шпону здійснюється під тиском за підвищеної температури. Листки, що утворилися в результаті, охолоджуються, і після нетривалої вилежки збираються в упаковки по 10 або 20 штук.

Залежно від деревини та клею, які використовуються при виробництві фанери, вона класифікується на:

• фанера підвищеної вологостійкості (ФСФ)
• фанера середньої вологостійкості (ФК)
• фанера бакелізована (БФ)

- являє собою фанеру, облицьовану з однієї або двох сторін паперосмоляним покриттям. Дане покриття дуже ефективно перешкоджає проникненню вологи, має високу стійкість до стирання та утворення плісняви ​​та грибків, стійка до корозії та руйнування. Цей тип фанери завдяки ламінуванню користується достатньою популярністю. За допомогою ламінування можна нанести практично будь-який малюнок або імітацію під: дуб, тополя, клен, березу, горіх, сосну та модрину.

Переваги фанери:

• висока міцність на розрив та вигин;
• добре пиляється, свердлиться і скріплюється як цвяхами, і шурупами;
• порівняно недорогий матеріал.

Недоліки фанери:

• смоли, які використовуються при склеюванні шпону, містять досить велику концентрацію фенольних сполук;
• горючість;

Орієнтовано-стружкова плита

Орієнтовано-стружкова плита (ОСП - OSB), що виробляється методом пресування стружки товщиною до 0,7 мм і довжиною до 140 мм під високим тиском і температурою із застосуванням невеликої кількості склеювальної смоли. ОСП-плити в 3 рази міцніші за ДСП і МДФ-плит за рахунок розташування стружки поздовжньо у зовнішніх шарах і поперечно у внутрішніх. При такій міцності ОСП - матеріал дуже гнучкий і відмінно використовується при будівельних та оздоблювальних роботах. ОСП-плитами різної товщини (від 6 до 30 мм) обшивають мансарди, стелі, стіни, з них виготовляють чернові підлоги, опалубки, стінові панелі, огорожі та розбірні конструкції. На підлогу під ламінат зазвичай використовують найтонші плити - 6 і 8 мм завтовшки, для конструкцій та опалубок товстіші - від 10 мм. ОСП-3 - це міцніший різновид даного матеріалу, що використовується при малоповерховому будівництві в умовах підвищеної вологості. Також через оригінальну текстуру ОСП є улюбленим матеріалом у декораторів та дизайнерів для оздоблення інтер'єрів. З ОСП виходить досить ефектне оформлення стелі або елементів у вбудованих меблях або стінах.

Поряд із звичайними плитами ОСП, є і ОСП шпунтована- Плита з обробленими торцями паз - гребінь, з 2-х або 4-х сторін.

Переваги ОСП:

• міцність щодо інших застосовуваних плит;
• вологостійкість вища, ніж у ДСП та гіпсопліти;
• широкий розмірний ряд;
• дешевше за ДСП;
• добре тримає шурупи, навіть при повторному вкручуванні.

Недоліки ОСП:

• обробляється гірше за ДСП через неоднорідність структури;
• пил, що виділяється при різанні ОСП, подразнює слизові оболонки носа, очей.
• містить формальдегід, особливо багато у вологостійких плитах.

Скломагнієвий лист

Скломагнієвий листабо скломагнезитовий лист (СМЛ)білий, армований склотканиною, на 40 відсотків легше ГВЛ, гнучкий, міцний, вогнетривкий, вологостійкий. Завдяки армуючій склотканинній СМЛ може гнутися з радіусом кривизни до трьох метрів. Ця якість дозволяє використовувати його на нерівних поверхнях. Високі вологостійкі якості дозволяють використовувати його в приміщеннях із підвищеною вологістю. На лицьову сторону плити допускається наклеювання будь-яких оздоблювальних матеріалів. При товщині листа 6мм він здатний утримувати вогонь протягом двох годин, витримує нагрівання до 1500 градусів. Товщина листа: 3-20 мм.

Скломагнієвий лист (СМЛ) - універсальний листовий оздоблювальний матеріал на основі магнезиту та скловолокна. Технологія виготовлення та склад матеріалу надають йому такі якості, як гнучкість, міцність, вогнетривкість та вологостійкість. Його якості дозволяють застосовувати його на нерівних поверхнях і знижує можливість перелому листа при монтажі і переносі. Крім того, цей матеріал екологічно чистий, не містить шкідливих речовин та азбесту, не виділяє токсичних речовин навіть при нагріванні. На відміну від гіпсокартону СМЛ-Преміум класу належить до важкогорючих матеріалів (НГ).

Область застосування скломагнієвого листа є надзвичайно високою. Як і з гіпсокартону, з нього можна робити стелі, стіни та міжкімнатні перегородки. Більш того, за допомогою скломагнезитових листів можна обробляти зовнішні фасади котеджів та будинків. СМЛ – надійна основа для будь-якого виду оздоблення. Новий матеріал ідеально підходить для душових, саун, басейнів - адже скломагнієвий лист здатний витримувати високу вологість, перепади температури та відкритий вогонь. На поверхню СМЛ можна наносити різні види шпаклівок, фарб, клеїв. Можна наклеїти шпалери, алюмінієво-композитні панелі, шпон, пластик, керамічну, скляну або дзеркальну плитку.

Лицьова (гладка) поверхня листів призначена для фарбування, наклеювання шпалер, ламінування та нанесення різних видів декоративних текстур без попереднього, остаточного шпаклювання та ґрунтування всієї поверхні матеріалу. Тильна (шорстка) поверхня листів призначена для міцного зчеплення при приклеюванні штучних облицювальних та декоративних матеріалів (керамічної або кахельної плитки, шпону тощо), або самого матеріалу на стіни та підлогу, склеюванні листів між собою. СМЛ може кріпитися на кріпильну систему як з металу, так і з дерева. А також безпосередньо на конструкцію, що захищає, за допомогою клею.

Поряд із звичайними скломагнієвими листами, останнім часом все частіше стали з'являтися ламіновані скломагнієві листиз різноманітним малюнком та товщиною зовнішнього покриття.

Переваги скломагнезиту:

• Вологостійкість - не піддається деформації, не набухає і не втрачає своїх властивостей;
• Вогнестійкість – магнезитні панелі негорючий матеріал;
• Хороша звукоізоляція - 12мм панель по звукопроникності відповідає чотирма шарами дванадцяти міліметрового гіпсокартонового листа або цегляної стіни товщиною 150мм;
• Висока міцність та гнучкість - може гнутися з радіусом кривизни від 25 см до 3 метрів;
• Легше за аналогічні плити з дерева або гіпсу;
• Низька теплопровідність може використовуватися як додатковий утеплювач;
• Може застосовуватися для обробки як зовні, так і зсередини.

Недоліки скломагнезиту :

• Більш тендітний, ніж гіпсоволокнистий лист;
• При шпаклівці стиків необхідно використовувати шпаклівки на хімічних клеях;
• Властивості значно відрізняються в залежності від виробника та класу СМЛ.

Фіброліт- це плитний матеріал, що виготовляється пресуванням спеціального деревного волокна (деревної вовни) та неорганічної в'язкої речовини (магнезіальна в'яжуча). Волокно одержують з відходів деревообробної промисловості, в результаті обробки на деревострумальних верстатах. Один із плюсів фібролітових плит – невелика об'ємна вага. Фіброліт відрізняється вогнестійкістю: стружки просочені цементом, і при впливі вогню на них утворюється лише кіптява. Матеріал допускає різні варіанти обробки, легко кріпиться до будь-яких конструкцій за допомогою цвяхів, шурупів, дюбелів, легко піддається розпилюванню.

- важкозгоряється, біостійкий матеріал, який застосовують як теплоізоляційний, конструкційно-теплоізоляційний і акустичний матеріали в будівельних конструкціях будівель і споруд з відносною вологістю повітря не вище 75%.

Звичайні фібролітові плити виготовляються товщиною 3-5 мм з використанням в'яжучого сірого цементу. Ці плити застосовуються для різного роду термоізоляції, при влаштуванні покрівельного покриття та оштукатурених перегородок. Акустичні плити зазвичай виготовляються з дрібної деревної вовни (0,75-2 мм), що покращує їх зовнішній вигляд, нічим не закриваються, а також кольоруються в кольори, що гармонують з інтер'єром або виробляються з використанням магнезиту або білого цементу замість сірого. Композитна фібролітова панель - це дво- або тришарова панель із середнім шаром із термоізоляційного матеріалу, наприклад, жорсткої піни або мінерального волокна (мінеральна силікатна вовна). Товщина середнього шару зазвичай коливається від 15 до 140 мм, хоч зовнішні шари фіброліту мають товщину від 5 до 20 мм. І тут рівень термоізоляції значно збільшується.

Переваги фібролітових плит:

• Легкість монтажу;
• Гарний утеплювач;
• Механічно міцний;
• Великі декоративні можливості;
• Хороша вологостійкість та вогнестійкість;
• звукоізоляція;
• Гігієнічність, нешкідливість здоров'ю людини та навколишнього середовища;
• Не псують гризуни та комахи, не гниє.

Недоліки фібролітових плит :

• Мала міцність на вигин;
• Значна вага.

Не соромтеся коментувати статтю, якщо Ви маєте чим доповнити цей матеріал. Якщо Ви знайшли помилки чи невідповідності. Можливо Ви знаєте ще якийсь аналогічний матеріал не представлений у цій статті?

Різноманітність природи є безмежною, але є матеріали, які не з'явилися б на світ без людської участі. Пропонуємо до вашої уваги 10 речовин, створених руками людини і виявляють фантастичні властивості.

1. Одностороннє куленепробивне скло

У найбагатших людей є проблеми: судячи з продажів цього матеріалу, їм необхідно куленепробивне скло, яке врятувало б життя, але не заважало їм відстрілюватися.

Це скло зупиняє кулі з одного боку, але в той же час пропускає з іншого - цей незвичайний ефект полягає в «сендвічі» з крихкого акрилового шару і м'якшого еластичного полікарбонату: під тиском акрил поводиться як дуже тверда речовина, і при потраплянні кулі він гасить її енергію, тріскаючись у своїй. Це дає можливість шару, що амортизує, витримати удар кулі і осколків акрилу, не руйнуючись при цьому.

При пострілі з іншого боку пружний полікарбонат пропускає через себе кулю, розтягуючись і руйнуючи ламкий акриловий шар, що не залишає ніякого подальшого бар'єру для кулі, але не варто відстрілюватися занадто часто, оскільки через захист утворюються дірки.

2. Рідке скло

Був час, коли засоби для миття посуду не існувало - люди обходилися содою, оцтом, срібним піском, тертям або щіткою, але новий засіб допоможе заощадити чимало часу і сил і взагалі залишити миття посуду в минулому. «Рідке скло» містить діоксид кремнію, що утворює при взаємодії з водою або етанолом матеріал, який потім висихає, перетворюючись на тонкий (більш ніж у 500 разів тонший за людську волосину) шар еластичного, надстійкого, не токсичного і вологовідштовхувального скла.

З таким матеріалом відпадає потреба в засобах, що чистять і дезінфікують, тому що він здатний відмінно оберігати поверхню від мікробів: бактерії на поверхні посуду або раковини просто ізолюються. Також винахід знайде застосування в медицині, адже стерилізувати інструменти тепер можна лише за допомогою гарячої води, без використання хімічних дезінфікуючих засобів.

Це покриття може використовуватися для боротьби з грибковими інфекціями на рослинах та герметизації пляшок, його властивості справді унікальні - воно відштовхує вологу, дезінфікує, при цьому залишаючись еластичним, міцним, що пропускає повітря, і зовсім непомітним, а також дешевим.

3. Безформний метал

Ця речовина дозволяє гравцям у гольф сильніше бити по м'ячу, збільшує вражаючу здатність кулі та продовжує термін служби скальпелів та деталей двигуна.

Всупереч своїй назві, матеріал поєднує міцність металу та твердість поверхні скла: на відео видно, як відрізняється деформація сталі та безформного металу при падінні металевої кульки. Кулька залишає на поверхні сталі безліч маленьких «ям» - це означає, що метал поглинає та розсіює енергію удару. Безформний метал залишився гладким, отже, він краще повертає енергію удару, про що також говорить більш тривалий відскок.

Більшість металів має впорядковану кристалічну молекулярну будову, і від удару або іншого впливу, кристалічні грати спотворюються, через що на металі залишаються вм'ятини. У безформному металі атоми розташовані хаотично, тому після дії атоми повертаються на початкову позицію.

4. Старліт

Це пластик, що витримує надзвичайно високу температуру: його тепловий поріг настільки високий, що спочатку винахіднику просто не повірили. Лише після демонстрації можливостей матеріалу у прямому ефірі на телебаченні, із творцем старліту зв'язалися співробітники Британського Центру Атомного Озброєння.

Вчені опромінили пластик спалахами високої температури, еквівалентними потужності 75 бомб, скинутих на Хіросіму - зразок лише трохи обвуглився. Один із випробувачів зауважив: «Зазвичай між спалахами доводиться чекати кілька годин, щоб матеріал охолонув. Зараз ми опромінювали його кожні 10 хвилин, а він залишився неушкодженим, ніби на глузування».

На відміну від інших термостійких матеріалів, старліт не стає токсичним за високої температури, також він неймовірно легкий. Його можна застосовувати при будівництві космічних апаратів, літаків, вогнезахисних костюмів або у військовій промисловості, але, на жаль, старліт так і не залишив межі лабораторії: його творець Морріс Уард помер у 2011 році, не запатентувавши свій винахід і не залишивши жодних описів . Все, що відомо про будову старліту - що до його складу входить 21 органічний полімер, кілька кополімерів та невелика кількість кераміки.

5. Аерогель

Уявіть собі пористу речовину такої низької щільності, що 2,5 см³ її містить у собі поверхні, які можна порівняти з розміром футбольного поля. Але це не певний матеріал, а, скоріше, клас речовин: аерогель - це форма, яку можуть приймати деякі матеріали, а надмала щільність робить його відмінним утеплювачем. Якщо зробити з нього вікно товщиною 2,5 см, воно матиме ті ж теплоізоляційні властивості, що й скляне вікно товщиною 25 см.

Всі найлегші у світі матеріали - аерогелі: наприклад, кварцовий аерогель (по суті, висушений силікон) всього втричі важчий за повітря і досить крихкий, зате може витримати вагу, що в 1000 разів перевищує його власний. Графеновий аерогель (на ілюстрації вище) складається з вуглецю, а його твердий компонент у сім разів легший за повітря: маючи пористу структуру, ця речовина відштовхує воду, але поглинає нафту - його передбачається використовувати для боротьби з нафтовими плямами на поверхні води.

6. Диметилсульфоксид (DMSO)

Цей хімічний розчинник спочатку з'явився, як побічний продукт вироблення целюлози і ніяк не застосовувався до 60-х років минулого століття, коли розкрили його медичний потенціал: доктор Джейкобс виявив, що DMSO може легко та безболісно проникати у тканини тіла – це дозволяє швидко та без пошкодження шкіри вводити різні препарати.

Його власні лікувальні властивості знімають біль при розтягуванні зв'язок або, наприклад, запаленні суглобів при артриті, також DMSO може використовуватися для боротьби з грибковими інфекціями.

На жаль, коли його медичні властивості були відкриті, виробництво у промислових масштабах вже давно було налагоджене, і його широка доступність не дозволяла фармацевтичним компаніям отримувати прибуток. Крім того, у DMSO є несподіваний побічний ефект - запах з рота людини, що його використовувала, нагадує часник, тому він використовується в основному у ветеринарії.

7. Вуглецеві нано-трубки

Фактично це листи вуглецю товщиною в один атом, згорнуті в циліндри - їхня молекулярна структура нагадує рулон дротяної сітки, і це найміцніший матеріал, відомий науці. У шість разів легше, але в сотні разів міцніше сталі, нано-трубки мають кращу теплопровідність, ніж алмаз, і проводять електрику ефективніше за мідь.

Самі трубки не видно неозброєним поглядом, а в необробленому вигляді речовина нагадує сажу: щоб виявилися його незвичайні властивості, треба змусити обертатися трильйони цих невидимих ​​ниток, що стало можливим відносно недавно.

Матеріал може застосовуватися у виробництві кабелю для проекту «ліфта в космос», досить давно розробленого, але донедавна абсолютно фантастичного через неможливість створити кабель завдовжки 100 тис км, що не зігнувся б під власною вагою.

Вуглецеві нано-трубки допомагають і при лікуванні раку грудей - їх можна поміщати в кожну клітину тисячами, а наявність фолієвої кислоти дозволяє виявляти і захоплювати ракові утворення, потім нано-трубки опромінюють інфрачервоним лазером, і клітини пухлини при цьому гинуть. Також матеріал може застосовуватися у виробництві легких та міцних бронежилетів.

8. Пайкеріт

У 1942 році перед англійцями стояла проблема нестачі сталі для будівництва авіаносців, необхідних для боротьби з німецькими підводними човнами. Джеффрі Пайк запропонував спорудити великі плавучі аеродроми з льоду, але вона себе не виправдала: лід хоч і недорогий, але недовговічний. Все змінилося з відкриттям нью-йоркськими вченими незвичайних властивостей суміші льоду і тирси, яка за міцністю була подібна до цегли, а також не тріскається і не плавиться. Зате матеріал можна було обробляти, як дерево або плавити, подібно до металу, у воді тирса розбухала, утворюючи оболонку і запобігаючи таянню льоду, за рахунок чого будь-яке судно можна було ремонтувати прямо під час плавання.

Але при всіх позитивних якостях пайкерит був малопридатний для ефективного використання: для будівництва та створення крижаного покриву судна вагою до 1000 т достатньо було двигуна потужністю в одну кінську силу, але при температурі вище -26 ° С (а для її підтримки необхідна складна система охолодження ) лід має властивість просідати. Крім того, целюлоза, яка використовується також у виробництві паперу, була дефіцитною, тому пайкерит так і залишився нездійсненним проектом.

9. BacillaFilla – будівельний мікроб

У бетону є властивість «втомлюватися» з часом – він стає брудно-сірим, і у ньому утворюються тріщини. Якщо йдеться про фундамент будівлі, ремонт може бути досить трудомістким і дорогим, при цьому не факт, що він усуне «втому»: багато будинків зносять саме через неможливість відновлення фундаменту.

Група студентів Університету Ньюкасла розробила генно-модифіковані бактерії, здатні проникати у глибокі тріщини та виробляти суміш карбонату кальцію та клею, зміцнюючи будівлю. Бактерії запрограмовані так, що вони поширюються поверхнею бетону, поки не досягнуть краю чергової тріщини, і тоді починається виробництво цементуючої речовини, є навіть механізм самознищення бактерій, що запобігає утворенню марних «наростів».

Ця технологія дозволить зменшити антропогенний викид двоокису вуглецю в атмосферу, адже 5% його дає саме виробництво бетону, а також за її допомогою буде продовжено термін служби будівель, відновлення яких традиційним способом обійшлося б у велику суму.

10. Матеріал D3o

Стійкість до механічного впливу у всі часи була однією з основних проблем матеріалознавства, поки не винайшли D3o - речовина, молекули якої знаходяться у вільному русі за нормальних умов і фіксуються при ударі. Будова D3o нагадує суміш кукурудзяного крохмалю та води, якою іноді наповнюють басейни. Спеціальні куртки з цього матеріалу, зручні та забезпечують захист при падінні, ударі битою або кулаками, які можуть дістатися, вже знаходяться у вільному продажу. Захисні елементи не помітні зовні, що підходить для каскадерів та навіть поліції.

Робокриси, дрони-мисливці, смітники, що говорять: 10 гаджетів і винаходів, що змінюють міста

25 найкращих винаходів 2014-го року

У цих неймовірних рукавичках можна лазити по стінах

Радянська «Сетунь» - єдина у світі ЕОМ на основі потрійного коду

Бельгійські дизайнери вигадали їстівний посуд

Таблетки із замороженими фекаліями можуть вилікувати кишкову інфекцію.

Нова батарея заряджається до 70% за дві хвилини

Чи знаєте ви, який матеріал на нашій планеті вважається найміцнішим? Зі школи нам усім відомо, що алмаз - найміцніший мінерал, але він далеко не найміцніший.

Твердість – не головна властивість, якою характеризується матерія. Одні властивості можуть заважати появі подряпин, інші – сприятиме еластичності. Бажаєте знати більше? Перед вами рейтинг матеріалів, які дуже важко зруйнувати.

Діамант у всій своїй красі

Класичний приклад міцності, що засів у підручниках та головах. Його твердість означає стійкість до подряпин. У шкалі Мооса (якісна шкала, яка вимірює опір різних мінералів) алмаз показує результат 10 (шкала йде від 1 до 10, де 10 - найтвердіша речовина). Діамант настільки твердий, що інші алмази повинні бути використані для його різання.

Павутина, здатна зупинити аеробус

Цей матеріал часто згадується як найскладніша біологічна речовина у світі (хоча це твердження зараз оскаржується винахідниками), мережа павука Дарвіна сильніша за сталь і має більший запас жорсткості, ніж кевлар. Її вага не менш чудова: нитка досить довга, щоб оточити Землю, важить всього 0,5 кг.

Аерографіт у звичайній посилці

Ця синтетична піна є одним із найлегших будівельних матеріалів у світі. Аерографіт приблизно в 75 разів легший за пінополістирол (але набагато сильніший!). Цей матеріал може бути спресований у 30 разів від початкового розміру без шкоди для його структури. Ще один цікавий момент: аерографіт може витримати масу в 40 000 разів більше за власну вагу.

Скло під час краш-тесту

Ця речовина розроблена вченими у Каліфорнії. Мікролеговане скло має майже досконале поєднання жорсткості та міцності. Причиною цього є те, що його хімічна структура знижує крихкість скла, але зберігає жорсткість паладію.

Вольфрамове свердло

Карбід вольфраму неймовірно твердий і має якісно високу жорсткість, але досить крихкий, його легко можна зігнути.

Карбід кремнію у вигляді кристалів

Цей матеріал використовується для створення броні для бойових танків. Фактично він використовується майже у всьому, що може захищати від куль. Вона має рейтинг твердості Мооса 9, а також має низький рівень теплового розширення.

Молекулярна структура нітриду бору

Приблизно такий же сильний, як алмаз, кубічний нітрид бору має одну важливу перевагу: він нерозчинний у нікелі та залозі за високих температур. З цієї причини його можна використовувати для обробки цих елементів (алмазні форми нітридів із залізом та нікелем при високих температурах).

Кабель із Dyneema

Вважається найсильнішим волокном у світі. Можливо, вас здивує факт: «дайніма» легша за воду, але вона може зупинити кулі!

Трубка металу

Титанові сплави надзвичайно гнучкі та мають дуже високу міцність на розтяг, але не мають такої жорсткості, як сталеві сплави.

Аморфні метали легко змінюють форму

Liquidmetal розроблений у компанії Caltech. Незважаючи на назву, цей метал не є рідким і при кімнатній температурі мають високий рівень міцності та зносостійкості. При нагріванні аморфні метали можуть змінювати форму.

Майбутній папір може бути твердішим за алмази

Це новий винахід створюється з деревної маси, при цьому володіючи більшим ступенем міцності, ніж сталь! І набагато дешевше. Багато вчених вважають наноцелюлозу дешевою альтернативою паладієвому склу та вуглецевому волокну.

Раковина блюдця

Раніше ми згадували, що павуки Дарвіна плетуть нитку одного із найміцніших органічних матеріалів на Землі. Проте зуби морського блюдечка виявилися ще сильнішими, ніж павутиння. Зуби лімпетів надзвичайно жорсткі. Причина цих дивовижних характеристик у призначенні: збирання водоростей з поверхні гірських порід та коралів. Вчені вважають, що в майбутньому ми могли б скопіювати волокнисту структуру зубів лімпету і використовувати її в автомобільній промисловості, кораблях і навіть в авіаційній індустрії.

Ступінь ракети, в якій багато вузлів містять мартенситностаріючі сталі

Ця речовина поєднує високий рівень міцності і жорсткості без втрати еластичності. Сталеві сплави цього типу знаходять застосування в аерокосмічних та промислово-виробничих технологіях.

Кристал осмію

Осмій надзвичайно щільний. Його використовують при виготовленні речей, що вимагають високого рівня міцності та твердості (електричні контакти, ручки для наконечників тощо).

Кевларова каска зупинила кулю

Кевлар, що використовується у всьому, від барабанів до куленепробивних жилетів, є синонімом твердості. Кевлар - це тип пластику, який має надзвичайно високу міцність на розтяг. Фактично вона приблизно в 8 разів більша, ніж у сталевого дроту! Він також може витримувати температуру близько 450 ℃.

Труби із матеріалу Spectra

Високоефективний поліетилен є справді міцним пластиком. Ця легка, міцна нитка може витримувати неймовірний натяг і в десять разів міцніша за сталь. Подібно до кевлару, Spectra також використовується для балістичних стійких жилетів, шоломів та бронетехніки.

Гнучкий екран із графену

Аркуш графену (аллотроп вуглецю) товщиною в один атом у 200 разів сильніший, ніж сталь. Хоча графен схожий на целофан, він справді вражає. Знадобиться шкільний автобус, що балансує на олівці, щоб проткнути стандартний аркуш А1 із цього матеріалу!

Нова технологія, здатна перевернути наше уявлення про міцність

Ця нанотехнологія виготовлена ​​з вуглецевих труб, які в 50 000 разів тонші за людське волосся. Це пояснює, чому він у 10 разів легший, ніж сталь, але у 500 разів сильніший.

у сателітах регулярно застосовуються сплави з мікрорешітки

Найлегший у світі метал, металева мікрорешітка також є одним із найлегших конструкційних матеріалів на Землі. Деякі вчені стверджують, що він у 100 разів легший за пінополістирол! Пористий, але надзвичайно сильний матеріал, він використовується у багатьох галузях техніки. Boeing згадав про використання його при виготовленні літаків, в основному в підлогах, сидіннях та стінах.

Модель нанотрубок

Вуглецеві нанотрубки (УНТ) можна описати як безшовні циліндричні порожнисті волокна, які складаються з одного скатаного молекулярного листа чистого графіту. В результаті виходить дуже легкий матеріал. У наномасштабі вуглецеві нанотрубки мають міцність у 200 разів більшу, ніж у сталі.

Фантастичний аерограф важко навіть описати!

Також відомий як графеновий аерогель. Уявіть собі міцність графену у поєднанні з неймовірною легкістю. Аерогель у 7 разів легший за повітря! Цей неймовірний матеріал може повністю відновитися після стиснення більш ніж 90% і може поглинати до 900 разів більше за власну вагу в маслі. Є надія, що цей матеріал можна використовувати для ліквідації розливів нафти.

Головний корпус політеху штату Массачусетс

На момент написання цієї статті вчені з Массачусетського технологічного інституту вважали, що вони виявили секрет максимізації 2-мірної міцності графену в 3-х вимірах. Їх поки що неназвана речовина може мати приблизно 5% густини сталі, але в 10 разів більше міцності.

Молекулярна структура карбину

Незважаючи на те, що він є єдиним ланцюжком атомів, карбін має подвоєну міцність на розтяг від графену і втричі більшу жорсткість, ніж алмаз.

місце народження нітриду бору

Ця природна речовина виробляється в жерлі діючих вулканів і на 18% міцніше, ніж алмаз. Це одне з двох речовин, які у природі, які, як було встановлено, нині перевершують алмази по твердості. Проблема в тому, що там не так багато цієї речовини, і зараз важко сказати, чи є це твердження на 100% вірним.

Метеорити – головні джерела лонсдейліту

Також відомий як гексагональний алмаз, ця речовина складається з атомів вуглецю, але вони просто розташовані по-іншому. Поряд з вюрцитом нітридом бору це одна з двох природних речовин твердіша за алмаз. Насправді Лондсдейліт 58% твердіший! Однак, як і у випадку з попередньою речовиною, вона знаходиться у відносно малих обсягах. Іноді він виникає, коли графітові метеорити стикаються з планетою Землею.

Майбутнє не за горами, тому до кінця XXI століття очікується поява надміцних і надлегких матеріалів, які прийдуть на зміну кевлару та алмазам. А поки що залишається тільки дивуватися розвитку сучасних технологій.

Найлегший матеріал у світі January 8th, 2014

Якщо ви стежите за новинками у світі сучасних технологій, то цей матеріал не буде вам великою новиною. Тим не менш, розглянути більш детально найлегший матеріал у світі та дізнатися ще трохи подробиць корисно.

Менш ніж рік тому звання найлегшого у світі матеріалу отримав матеріал під назвою аерографіт. Але цьому матеріалу не вдалося довго утримувати пальму першості, її недавно перехопив інший вуглецевий матеріал під назвою графеновий аерогель. Створений дослідницькою групою лабораторії Відділу науки про полімери та технології університету Чжецзяна (Zhejiang University), яку очолює професор Гео Чео (Gao Chao), надлегкий графеновий аерогель має щільність трохи нижче за щільність газоподібного гелію і трохи вище за щільність газоподібного водень.

Аерогелі, як клас матеріалів, були розроблені та отримані в 1931 році інженером та вченим-хіміком Семюелем Стівенсом Кістлером (Samuel Stephens Kistler). З того моменту вчені з різних організацій вели дослідження та розробку подібних матеріалів, незважаючи на їхню сумнівну цінність для практичного використання. Аерогель, що складається з багатошарових вуглецевих нанотрубок, що одержав назву «заморожений дим» і мав щільність 4 мГ/см3, втратив звання найлегшого матеріалу в 2011 році, яке перейшло до матеріалу з металевої мікрорешітки, що має щільність 0.9 мГ/см3. А ще через рік звання найлегшого матеріалу перейшло до вуглецевого матеріалу під назвою аерографіт, щільність якого становить 0.18 мг/см3.

Новий власник звання найлегшого матеріалу, графеновий аерогель, створений командою професора Чео, має густину 0.16 мГ/см3. Для того, щоб створити такий легкий матеріал вчені використовували один із найдивовижніших і найтонших матеріалів на сьогоднішній день — графен. Використовуючи свій досвід у створенні мікроскопічних матеріалів, таких, як «одномірні» графенові волокна та двовимірні графенові стрічки, команда вирішила додати до двох вимірів графену ще один вимір та створити об'ємний пористий графеновий матеріал.

Замість методу виготовлення за шаблоном, у якому використовується матеріал-розчинник і за допомогою якого зазвичай отримують різні аерогелі, китайські вчені використовували метод сушіння сублімації. Сублімаційне сушіння коолоїдного розчину, що складається з рідкого наповнювача та частинок графену, дозволило створити вуглецеву пористу губку, форма якої майже повністю повторювала задану форму.

«Відсутність потреби використання шаблонів розміри та форма створюваного нами вуглецевого надлегкого матеріалу залежить тільки від форми та розмірів контейнера» — розповідає професор Чео, — «Кількість аерогелю, що виготовляється, залежить тільки від величини контейнера, який може мати обсяг, що вимірюється тисячами кубічних сантиметрів».

Графеновий аерогель, що вийшов, є надзвичайно міцним і пружним матеріалом. Він може поглинути органічні матеріали, у тому числі й нафту, що за вагою перевищують у 900 разів його власну вагу з високою швидкістю поглинання. Один грам аерогелю поглинає 68.8 грама нафти всього за одну секунду, що робить його привабливим матеріалом для використання як поглинач розлитої в океані нафти та нафтопродуктів.

Крім роботи як поглинача нафти графеновий аерогель має потенціал для використання в системах акумулювання енергії, як каталізатор для деяких хімічних реакціях і як наповнювач для складних композитних матеріалів.