Самі тверді матеріали: види, класифікація, характеристики, цікаві факти і особливості, хімічні та фізичні властивості

У своїй діяльності людина використовує різні якості речовин і матеріалів. І зовсім не маловажним є їх міцність і надійність. Про самих твердих матеріалах в природі і створених штучно піде мова в цій статті.

Загальноприйнятий еталон

Для визначення міцності матеріалу використовується шкала Мооса – шкала оцінки твердості матеріалу по його реакції на дряпання. Для обивателя самий твердий матеріал – це алмаз. Ви здивуєтеся, але цей мінерал лише десь на 10-му місці серед самих твердих. У середньому матеріал вважають сверхтвердым, якщо його показники вище 40 ГПа. Крім того, при виявленні самого твердого матеріалу в світі слід враховувати і природу його походження. При цьому міцність і міцність часто залежать від впливу зовнішніх факторів на нього.

Найтвердіший матеріал на Землі

В даному розділі звернемо увагу на хімічні сполуки з незвичайною кристалічною структурою, які набагато міцніше алмазів і цілком можуть його подряпати. Наведемо топ-6 найбільш твердих матеріалів створених людиною, починаючи з найменш твердого.

  • Нітрид вуглецю – бора. Це досягнення сучасної хімії має показник міцності 76 ГПа.
  • Графеновий аерогель (аэрографен) – матеріал у 7 разів легше повітря, відновлює форму після 90 % стиснення. Дивно міцний матеріал, здатний до того ж ввібрати кількість рідини або навіть масла в 900 разів більше власної ваги. Цей матеріал планується використовувати при розливах нафти.
  • Графен – унікальний винахід і самий міцний матеріал у Всесвіті. Про нього нижче трохи докладніше.
  • Карбін – лінійний полімер аллотропного вуглецю, з якого роблять супертонкі (1 атом) і суперміцні трубки. Довгий час нікому не вдавалося побудувати таку трубку завдовжки більше ніж 100 атомів. Але австрійським вченим з Віденського Університету вдалося подолати цей бар’єр. Крім того, якщо раніше карбін синтезувався в малих кількостях і був дуже дорогий, то сьогодні з’явилася можливість синтезувати його тоннами. Це відкриває нові горизонти для космотехники і не тільки.
  • Ельбор (кингсонгит, кубонит, боразон) – це наноконструированное з’єднання, яке сьогодні широко застосовується в обробці металів. Твердість – 108 ГПа.
Дивіться також:  Як підготуватися до ЄДІ з біології: прості та ефективні методики, поради з підготовки

  • Фуллерит – ось який найтвердіший матеріал на Землі, відомий людині сьогодні. Його міцність 310 ГПа забезпечується тим, що він складається не з окремих атомів, а з молекул. Ці кристали з легкістю подряпають алмаз, як ніж масло.