Det hårdaste materialet i världen

kristall hårdare än diamant

När man överväger världens hårdaste material som uppfunnits av människan, tänker de flesta omedelbart på diamanter. Och det är utan tvekan ett av de mest styva materialen på planeten. Det finns dock material som överträffar även diamanter vad gäller hållbarhet och styrka.

I den här artikeln ska vi berätta vilket som är det hårdaste materialet i världen och vad som gör ett ämne hårt.

Vad är hårdhet

det hårdaste materialet i världen

När vi talar i termer av renhet, bestäms hårdheten hos ett ämne av dess atomära och molekylära sammansättning. Denna sammansättning kan skapas genom ett oändligt antal möjliga kombinationer, och varje material specifika kombination av element är det som i slutändan avgör dess unika kemiska och fysikaliska egenskaper.

På grund av sin atomstruktur är kol ett exceptionellt unikt material. Trots att det bara har sex protoner i sin kärna, kan kol bilda många komplexa bindningar tack vare mångsidigheten hos dess bindningsgeometrier. Också anmärkningsvärt är kolets förmåga att kombinera med sig själv, särskilt vid höga tryck, där ett stabilt kristallgitter kan genereras. Under dessa idealiska förhållanden kan kolatomer skapa en anmärkningsvärt hållbar struktur känd som en diamant.

Sedan tillkomsten av nanotekniken är det nu känt att det finns minst sex klassificeringar av ämnen som överskrider styrkan hos diamanter. Dessutom är det mycket troligt att denna summa kommer att öka i framtiden.

Det hårdaste materialet i världen

världens hårdaste material

Wurtzite

Wurtzite är känt för sin exceptionella hållbarhet, ofta jämfört med styrkan hos vulkanens härdade magma. Med hjälp av andra atomer än kol är det möjligt att generera en kristall med bornitrid (BN) som en av komponenterna. Detta skapar många möjligheter när det femte och sjunde elementet i det periodiska systemet går samman. Den resulterande kombinationen kan existera i olika former, inklusive amorf (icke-kristallin), hexagonal (grafitliknande), kubisk (något mjukare än diamant) och wurtzite.

Av alla möjliga varianter är den slutliga formen den märkligaste och oerhört svår att producera. Wurtzite uppstår endast under vulkanutbrott och har hittats i begränsade mängder, så dess exakta hårdhetsegenskaper har inte testats i större skala. Wurtzite utgör dock en annan typ av kristallgitter, som är tetraedriskt snarare än ansiktscentrerat kubiskt. De senaste simuleringarna indikerar att den överträffar diamant med 18 % när det gäller hårdhet.

Lonsdaleite

Lonsdaleite är ett mineral vars hårdhet är ett ämne av intresse, särskilt inom meteoritforskning. Om vi ​​föreställde oss ett scenario där en meteorit som innehåller kol, närmare bestämt grafit, kom in i jordens atmosfär och kom i kontakt med vår planet, skulle det vara logiskt att anta att denna kropp skulle vara extremt varm vid sammanstötningen. Sanningen är dock att endast de yttre skikten av meteoriten skulle bli föremål för uppvärmning, medan det inre förblir kallt under större delen av sin resa till jorden.

Vid sammanstötning är de inre krafter som utövas oöverträffade av något annat naturfenomen på jordens yta. Detta enorma tryck gör att grafiten genomgår en omvandling, vilket resulterar i en mycket kristallin struktur. Till skillnad från diamant är denna struktur inte kubisk utan hexagonal, vilket ger en hårdhet som överstiger diamant med 58%.

Dyneema

Dyneema är en fiber som är känd för att vara starkare än stål. När vi går bort från naturliga ämnen kommer vi att gå vidare till syntetiska material. När man pratar om Dyneema är det viktigt att notera att det är en termoplastisk polyetenpolymer med en extraordinär egenskap: dess molekylvikt är mycket hög. De flesta molekyler består av kedjor av atomer som totalt har några tusen atommassaenheter (protoner och/eller neutroner).

UHMWPE (polyeten med ultrahög molekylvikt) innehåller emellertid kedjor med en molekylmassa på miljoner atommassaenheter. Sådana långa kedjor resulterar i förbättrade intermolekylära interaktioner, vilket i slutändan skapar Dyneema, ett otroligt robust material. Faktum är att den har den högsta slaghållfastheten av alla erkända termoplaster. Detta material är så starkt att det överträffar alla andra drag- och draglinor på marknaden. Den har till och med förmågan att stoppa kulor trots att den är lättare än vatten. Faktum är att Dyneema är femton gånger starkare än en lika stor mängd stål.

Amorf metallisk legering eller metalliskt glas

mycket hårt material

Två avgörande egenskaper hos alla fysikaliska ämnen är styrka, eller mängden kraft den kan motstå, och seghet, eller dess förmåga att motstå brott. Vi använder keramik som exempel: det är starkt, men inte särskilt hårt; De kan gå sönder med en mindre påverkan. Men en grupp forskare och forskare upptäckte 2011 en ny typ av mikrolegerat glas, sammansatt av fem element: fosfor, kisel, germanium, silver och palladium. Detta innovativa material är mer hållbart än stål.

Bockpapper

Sedan slutet av 2-talet har det konstaterats att det finns en typ av kol som är mer motståndskraftig än diamanter: kolnanorör. Genom att arrangera kolatomerna i en hexagonal form erhålls en solid cylindrisk struktur som är mer stabil än någon annan struktur som människan upptäckt. Varje nanorör är mellan 4 och 10 nanometer i diameter, men var och en är imponerande stark och hållbar. Kolnanorör väger bara XNUMX % av stålet, men deras styrka är hundratals gånger större. De är också brandsäkra, har utmärkt värmeledningsförmåga och har anmärkningsvärda elektromagnetiska skärmningsförmåga. Detta material har olika tillämpningar inom områden som materialfysik, elektronik, militärteknik och biologi.

Som du kan se finns det material som har detroniserat diamant som det hårdaste materialet i världen. Jag hoppas att du med denna information kan lära dig mer om det hårdaste materialet i världen och dess egenskaper.


Lämna din kommentar

Din e-postadress kommer inte att publiceras. Obligatoriska fält är markerade med *

*

*

  1. Ansvarig för uppgifterna: Miguel Ángel Gatón
  2. Syftet med uppgifterna: Kontrollera skräppost, kommentarhantering.
  3. Legitimering: Ditt samtycke
  4. Kommunikation av uppgifterna: Uppgifterna kommer inte att kommuniceras till tredje part förutom enligt laglig skyldighet.
  5. Datalagring: databas värd för Occentus Networks (EU)
  6. Rättigheter: När som helst kan du begränsa, återställa och radera din information.