در بین مواد، آنها همیشه سعی می کنند آنهایی را که دارای شدیدترین درجه خاصیت خاصی هستند، جدا کنند. مردم همیشه جذب سخت ترین مواد، سبک ترین یا سنگین ترین، آسان و نسوز بوده اند. ما مفهوم گاز ایده آل و بدنه سیاه ایده آل را اختراع کردیم و سپس سعی کردیم تا حد امکان آنالوگ های طبیعی را به این مدل ها نزدیک کنیم. در نتیجه انسان موفق شد مواد شگفت انگیزی را بیابد یا بسازد.
1. سیاه ترین ماده
این ماده قادر است تا 99.9 درصد نور را جذب کند، یک جسم سیاه تقریباً کامل. از لایه‌های متصل به ویژه نانولوله‌های کربنی به دست آمد. سطح مواد حاصل خشن است و عملاً نور را منعکس نمی کند. زمینه های کاربرد چنین ماده ای گسترده است - از سیستم های ابررسانا تا بهبود خواص سیستم های نوری. به عنوان مثال، با استفاده از چنین موادی می توان کیفیت تلسکوپ ها را بهبود بخشید و کارایی پنل های خورشیدی را تا حد زیادی افزایش داد.
2. قابل اشتعال ترین ماده
کمتر کسی نام ناپالم را نشنیده است. اما این تنها یکی از نمایندگان کلاس مواد قابل اشتعال قوی است. اینها شامل پلی استایرن و به ویژه تری فلوراید کلر است. این عامل اکسید کننده قوی می تواند حتی شیشه را مشتعل کند و تقریباً با تمام ترکیبات معدنی و آلی به شدت واکنش نشان می دهد. موارد شناخته شده ای وجود دارد که یک تن تری فلوراید کلر در اثر آتش سوزی به عمق 30 سانتی متر در سطح بتنی سایت و یک متر دیگر شن و شن و ماسه سوخت. تلاش هایی برای استفاده از این ماده به عنوان عامل جنگ شیمیایی یا سوخت موشک وجود داشت، اما به دلیل خطر بسیار زیاد رها شدند.
3. ماده سمی
قوی ترین سم روی زمین نیز یکی از محبوب ترین لوازم آرایشی است. ما در مورد سموم بوتولینوم صحبت می کنیم که در زیبایی با نام بوتاکس استفاده می شود. این ماده محصول زائد باکتری کلستریدیوم بوتولینوم است و بیشترین وزن مولکولی را در بین پروتئین ها دارد. این همان چیزی است که خواص آن را به عنوان قوی ترین ماده سمی تعیین می کند. 0.00002 میلی گرم در دقیقه در لیتر ماده خشک کافی است تا ناحیه آسیب دیده به مدت 12 ساعت برای انسان کشنده باشد. علاوه بر این، این ماده کاملاً از غشاهای مخاطی جذب می شود و علائم عصبی شدید ایجاد می کند.
4. داغ ترین ماده
آتش سوزی های هسته ای در اعماق ستارگان می سوزد و به دمای غیر قابل تصوری می رسد. اما انسان موفق شد به این ارقام نزدیک شود و یک "سوپ" کوارک گلوئون به دست آورد. این ماده دارای دمای 4 تریلیون درجه سانتیگراد است که 250 هزار بار گرمتر از خورشید است. با برخورد اتم های طلا با سرعت تقریباً نور به دست آمد که در نتیجه آن نوترون ها و پروتون ها ذوب شدند. درست است، این ماده تنها برای یک تریلیونم یک تریلیونم ثانیه وجود داشت و یک تریلیونم یک سانتیمتر را اشغال می کرد.
در این نامزدی رکورددار اسید فلوراید آنتیموان است. این ماده سوز آورتر از اسید سولفوریک 21019 برابر است و می تواند شیشه را ذوب کند و با اضافه کردن آب منفجر شود. علاوه بر این، بخارات سمی کشنده را منتشر می کند.
6. مواد منفجره ترین
HMX قوی ترین ماده منفجره است و در برابر دماهای بالا نیز مقاوم است. این همان چیزی است که آن را در امور نظامی ضروری می کند - برای ایجاد بارهای شکل دار، پلاستیک، مواد منفجره قوی و پرکننده برای فیوز بارهای هسته ای. HMX همچنین برای مقاصد صلح آمیز استفاده می شود، به عنوان مثال، هنگام حفاری چاه های گاز و نفت با دمای بالا، و همچنین به عنوان جزئی از سوخت موشک جامد. HMX همچنین دارای یک آنالوگ به نام هپتانیتروکوبان است که قدرت انفجاری بیشتری دارد، اما گرانتر است و بنابراین در شرایط آزمایشگاهی بیشتر استفاده می‌شود.
7. پرتوزاترین ماده
این ماده در طبیعت ایزوتوپ های پایداری ندارد، اما حجم عظیمی از تشعشعات رادیواکتیو تولید می کند. یکی از ایزوتوپ ها، پلونیوم-210، برای ایجاد منابع نوترونی بسیار سبک، فشرده و در عین حال قدرتمند استفاده می شود. علاوه بر این، در آلیاژهایی با فلزات خاص، از پلونیوم برای ایجاد منابع گرمایی برای نیروگاه‌های هسته‌ای استفاده می‌شود؛ به‌ویژه از چنین دستگاه‌هایی در فضا استفاده می‌شود. علاوه بر این، به دلیل نیمه عمر کوتاه این ایزوتوپ، یک ماده بسیار سمی است که می تواند باعث بیماری شدید تشعشع شود.
8. سنگین ترین ماده
در سال 2005، دانشمندان آلمانی ماده ای به شکل نانومیله الماس ساختند. این مجموعه ای از الماس در مقیاس نانو است. چنین ماده ای دارای کمترین درجه فشرده سازی و بالاترین چگالی ویژه شناخته شده برای بشر است. علاوه بر این، یک پوشش ساخته شده از چنین ماده ای مقاومت در برابر سایش بسیار زیادی خواهد داشت.
9. قوی ترین ماده مغناطیسی
ایجاد دیگری از متخصصان آزمایشگاه ها. این ماده بر اساس آهن و نیتروژن در سال 2010 به دست آمد. در حال حاضر، جزئیات مخفی نگه داشته شده است، زیرا ماده قبلی در سال 1996 نمی تواند دوباره تولید شود. اما از قبل مشخص شده است که دارنده رکورد دارای 18٪ خواص مغناطیسی قوی تر از نزدیکترین آنالوگ است. اگر این ماده در مقیاس صنعتی در دسترس قرار گیرد، می توان انتظار ظهور موتورهای الکترومغناطیسی قدرتمند را داشت.
10. قوی ترین ابر سیال
هلیوم II دارای رسانایی حرارتی بالا و عدم وجود ویسکوزیته کامل در دماهای بسیار پایین است، یعنی خاصیت ابر سیال بودن را نشان می دهد. این می تواند از مواد جامد نفوذ کند و خود به خود از هر ظرفی بیرون بریزد. این ماده می تواند به یک رسانای حرارتی ایده آل تبدیل شود که در آن گرما بیشتر شبیه یک موج حرکت می کند و از بین نمی رود.
استفاده شده: خارج از شهر
این فهرست اولیه از ده عنصر از نظر چگالی در هر سانتی متر مکعب سنگین ترین است. با این حال، توجه داشته باشید که چگالی جرم نیست، آن را به سادگی اندازه گیری می کند که جرم یک جسم چقدر فشرده است.
اکنون که این را فهمیدیم، بیایید نگاهی به سنگین ترین آنها در کل جهان شناخته شده بیاندازیم.
10. تانتالیم
چگالی در هر 1 سانتی متر³ - 16.67 گرم
عدد اتمی تانتالیوم 73 است. این فلز خاکستری آبی بسیار سخت است و همچنین نقطه ذوب فوق العاده بالایی دارد.
9. اورانیوم 
چگالی در هر 1 سانتی متر³ - 19.05 گرم
این فلز که در سال 1789 توسط شیمیدان آلمانی مارتین اچ. کلاپروت کشف شد، تنها صد سال بعد، در سال 1841، به لطف شیمیدان فرانسوی یوجین ملکیور پلیگوت تبدیل به اورانیوم واقعی شد.
8. تنگستن (ولفرامیوم) 
چگالی در هر 1 سانتی متر³ - 19.26 گرم
تنگستن در چهار کانی مختلف وجود دارد و همچنین سنگین‌ترین عنصر از همه عناصر است و نقش بیولوژیکی مهمی دارد.
7. طلا (آروم) 
چگالی در هر 1 سانتی متر³ - 19.29 گرم
می گویند پول روی درخت نمی روید، اما در مورد طلا نمی توان همین را گفت! آثار کوچکی از طلا بر روی برگ درختان اکالیپتوس یافت شده است.
6. پلوتونیوم 
چگالی در هر 1 سانتی متر³ - 20.26 گرم
پلوتونیوم حالت اکسیداسیون رنگارنگی را در محلول آبی نشان می دهد و همچنین می تواند به طور خود به خود حالت و رنگ اکسیداسیون را تغییر دهد! این یک آفتاب پرست واقعی در میان عناصر است.
5. نپتونیوم 
چگالی در هر 1 سانتی متر³ - 20.47 گرم
این سیاره که به نام سیاره نپتون نامگذاری شده است، توسط پروفسور ادوین مک میلان در سال 1940 کشف شد. همچنین اولین عنصر ترانس اورانیوم مصنوعی از خانواده اکتینیدها بود که کشف شد.
4. رنیوم 
چگالی در هر 1 سانتی متر³ - 21.01 گرم
نام این عنصر شیمیایی از کلمه لاتین "Rhenus" به معنای "راین" گرفته شده است. در سال 1925 توسط والتر نوداک در آلمان کشف شد.
3. پلاتین 
چگالی در هر 1 سانتی متر³ - 21.45 گرم
یکی از گرانبهاترین فلزات موجود در این لیست (به همراه طلا) است و تقریباً برای ساختن همه چیز استفاده می شود. به عنوان یک واقعیت عجیب، تمام پلاتین استخراج شده (هر ذره آخر) می تواند در یک اتاق نشیمن با اندازه متوسط قرار بگیرد! نه خیلی، در واقع. (سعی کنید تمام طلاها را در آن قرار دهید.)
2. ایریدیوم
چگالی در هر 1 سانتی متر³ - 22.56 گرم
ایریدیوم در لندن در سال 1803 توسط شیمیدان انگلیسی اسمیتسون تنانت همراه با اسمیم کشف شد: عناصر موجود در پلاتین طبیعی به صورت ناخالصی. بله، ایریدیوم کاملا تصادفی کشف شد.
1. اوسمیوم
چگالی در هر 1 سانتی متر³ - 22.59 گرم
هیچ چیز سنگین تر (در هر سانتی متر مکعب) از اسمیم وجود ندارد. نام این عنصر از کلمه یونانی باستان "osme" گرفته شده است که به معنای "بو" است، زیرا واکنش های شیمیایی انحلال آن در اسید یا آب با بوی نامطبوع و پایدار همراه است.
در حال حاضر اوسمیم به عنوان سنگین ترین ماده روی این سیاره تعریف می شود. تنها یک سانتی متر مکعب از این ماده 22.6 گرم وزن دارد. در سال 1804 توسط شیمیدان انگلیسی اسمیتسون تنانت کشف شد؛ زمانی که طلا در یک لوله آزمایش حل شد، یک رسوب باقی ماند. این به دلیل خاصیت اسمیوم اتفاق افتاد؛ این اسمیوم در قلیاها و اسیدها نامحلول است.
سنگین ترین عنصر روی کره زمین
این یک پودر فلزی سفید مایل به آبی است. در طبیعت در هفت ایزوتوپ وجود دارد که شش ایزوتوپ آن پایدار و یکی ناپایدار است. چگالی آن کمی بیشتر از ایریدیوم است که چگالی آن 22.4 گرم بر سانتی متر مکعب است. از میان موادی که تا به امروز کشف شده است، سنگین ترین ماده در جهان اسمیم است.
به گروه لانتانیم، ایتریم، اسکاندیم و سایر لانتانیدها تعلق دارد.
گرانتر از طلا و الماس
مقدار بسیار کمی از آن استخراج می شود، حدود ده هزار کیلوگرم در سال. حتی بزرگترین منبع اسمیوم، ذخایر دژکازگان، شامل سه بخش ده میلیونی است. ارزش بازار این فلز کمیاب در جهان به حدود 200 هزار دلار در هر گرم می رسد. علاوه بر این، حداکثر خلوص عنصر در طول فرآیند تصفیه حدود هفتاد درصد است.
اگرچه آزمایشگاه های روسی توانستند خلوص 90.4 درصد را به دست آورند، اما مقدار فلز از چند میلی گرم فراتر نمی رفت.
چگالی ماده فراتر از سیاره زمین
اوسمیوم بدون شک رهبر سنگین ترین عناصر سیاره ما است. اما اگر نگاه خود را به فضا معطوف کنیم، توجه ما مواد بسیار سنگین‌تر از «پادشاه» عناصر سنگین ما را نشان می‌دهد.
واقعیت این است که در کیهان شرایط تا حدودی متفاوت از زمین وجود دارد. گرانش سریال به قدری زیاد است که ماده به طرز باورنکردنی متراکم می شود.
اگر ساختار اتم را در نظر بگیریم، متوجه می شویم که فواصل موجود در دنیای بین اتمی تا حدودی یادآور فضایی است که می بینیم. جایی که سیارات، ستارگان و دیگران در فاصله نسبتاً زیادی قرار دارند. بقیه را خلاء اشغال کرده است. این دقیقاً همان ساختاری است که اتم ها دارند و با گرانش قوی این فاصله به طور قابل توجهی کاهش می یابد. تا «فشار دادن» برخی از ذرات بنیادی به ذرات دیگر.
ستارگان نوترونی اجرام فضایی فوق چگال هستند
با جستجوی فراتر از زمین، ممکن است سنگین ترین ماده موجود در فضا را در ستارگان نوترونی پیدا کنیم.
اینها ساکنان فضایی کاملاً منحصر به فرد هستند، یکی از انواع احتمالی تکامل ستاره ای. قطر چنین اجرامی بین 10 تا 200 کیلومتر است و جرم آنها برابر با خورشید ما یا 2 تا 3 برابر بیشتر است.
این جسم کیهانی عمدتاً از یک هسته نوترونی تشکیل شده است که از نوترون های جاری تشکیل شده است. اگرچه، طبق فرضیات برخی دانشمندان، باید در حالت جامد باشد، اما امروزه اطلاعات قابل اعتمادی وجود ندارد. با این حال، مشخص است که این ستارگان نوترونی هستند که با رسیدن به حد فشردگی خود، متعاقباً به یک آزادسازی عظیم انرژی، در حد 10 43 -10 45 ژول تبدیل می شوند.
چگالی چنین ستاره ای قابل مقایسه با وزن کوه اورست است که در جعبه کبریت قرار داده شده است. این صدها میلیارد تن در یک میلی متر مکعب است. به عنوان مثال، برای روشن تر شدن میزان چگالی ماده، بیایید سیاره خود را با جرم 5.9 × 1024 کیلوگرم در نظر بگیریم و آن را به یک ستاره نوترونی تبدیل کنیم.
در نتیجه، برای برابر شدن با چگالی یک ستاره نوترونی، باید آن را به اندازه یک سیب معمولی با قطر 7-10 سانتی متر کاهش داد. با حرکت به سمت مرکز، چگالی اجرام ستاره ای منحصر به فرد افزایش می یابد.
لایه ها و چگالی ماده
لایه بیرونی ستاره به شکل یک مگنتوسفر نشان داده شده است. درست در زیر آن، چگالی ماده در حال حاضر به حدود یک تن در سانتی متر مکعب می رسد. با توجه به دانش ما از زمین، در حال حاضر، این سنگین ترین ماده از عناصر کشف شده است. اما در نتیجه گیری عجله نکنید.
بیایید تحقیقات خود را در مورد ستاره های منحصر به فرد ادامه دهیم. به دلیل سرعت بالای چرخش حول محورشان به آنها تپ اختر نیز می گویند. این شاخص برای اجسام مختلف از چند ده تا صدها دور در ثانیه متغیر است.
اجازه دهید در مطالعه اجرام کیهانی فوق چگال بیشتر ادامه دهیم. به دنبال آن لایه ای قرار می گیرد که ویژگی های یک فلز را دارد، اما احتمالاً از نظر رفتار و ساختار مشابه است. بلورها بسیار کوچکتر از آن چیزی هستند که در شبکه کریستالی مواد زمینی می بینیم. برای ساخت یک خط کریستال 1 سانتی متری، باید بیش از 10 میلیارد عنصر را بچینید. چگالی در این لایه یک میلیون برابر بیشتر از لایه بیرونی است. این سنگین ترین ماده در ستاره نیست. بعد لایه ای غنی از نوترون می آید که چگالی آن هزار برابر بیشتر از لایه قبلی است.
هسته ستاره نوترونی و چگالی آن
در زیر هسته قرار دارد، اینجا جایی است که چگالی به حداکثر خود می رسد - دو برابر بیشتر از لایه پوشاننده. ماده هسته یک جرم آسمانی شامل تمام ذرات بنیادی شناخته شده در فیزیک است. با این کار به پایان سفر به هسته یک ستاره در جستجوی سنگین ترین ماده در فضا رسیدیم.
به نظر می رسد ماموریت جستجوی مواد منحصر به فرد از نظر چگالی در کیهان تکمیل شده است. اما فضا پر از اسرار و پدیده های کشف نشده، ستاره ها، حقایق و الگوهای است.
سیاهچاله ها در کیهان
باید به آنچه امروز باز است توجه کنید. اینها سیاهچاله ها هستند. شاید این اجرام اسرارآمیز کاندیدای این واقعیت باشند که سنگین ترین ماده در کیهان جزء آنهاست. توجه داشته باشید که گرانش سیاهچاله ها آنقدر قوی است که نور نمی تواند از آن فرار کند.
به گفته دانشمندان، ماده ای که به منطقه فضا-زمان کشیده می شود به قدری متراکم می شود که هیچ فضایی بین ذرات بنیادی باقی نمی ماند.
متأسفانه فراتر از افق رویداد (به اصطلاح مرزی که نور و هر جسمی تحت تأثیر گرانش نمی توانند سیاهچاله ای را ترک کنند)، حدس ها و فرضیات غیرمستقیم ما بر اساس انتشار جریان های ذرات دنبال می شود.
تعدادی از دانشمندان پیشنهاد می کنند که فضا و زمان فراتر از افق رویداد با هم ترکیب می شوند. این عقیده وجود دارد که آنها ممکن است "گذری" به جهان دیگری باشند. شاید این درست باشد، اگرچه کاملاً ممکن است که فراتر از این محدودیت ها فضای دیگری با قوانین کاملاً جدید باز شود. منطقه ای که زمان «مکان» را با فضا مبادله می کند. مکان آینده و گذشته به سادگی با انتخاب دنبال کردن تعیین می شود. مثل انتخاب ما برای رفتن به راست یا چپ.
به طور بالقوه ممکن است که تمدن هایی در جهان وجود داشته باشند که بر سفر در زمان از طریق سیاهچاله ها تسلط داشته باشند. شاید در آینده مردم سیاره زمین راز سفر در زمان را کشف کنند.
دنیای اطراف ما هنوز مملو از اسرار بسیاری است، اما حتی پدیده ها و موادی که برای مدت طولانی برای دانشمندان شناخته شده بودند، هرگز از شگفتی و خوشحالی باز نمی مانند. ما رنگ های روشن را تحسین می کنیم، از طعم ها لذت می بریم و از خواص انواع موادی استفاده می کنیم که زندگی ما را راحت تر، ایمن تر و لذت بخش تر می کند. در جستجوی قابل اطمینان ترین و قوی ترین مواد، انسان اکتشافات هیجان انگیز بسیاری را انجام داده است و در اینجا منتخبی از تنها 25 ترکیب منحصر به فرد از این قبیل را مشاهده می کنید!
25. الماس
اگر نه همه، پس تقریباً همه این را با اطمینان می دانند. الماس ها نه تنها یکی از مورد احترام ترین ها هستند سنگ های قیمتی، بلکه یکی از سخت ترین مواد معدنی روی زمین است. در مقیاس Mohs (مقیاس سختی که واکنش یک ماده معدنی به خراش را ارزیابی می کند)، الماس در خط 10 فهرست شده است. در مجموع 10 موقعیت در مقیاس وجود دارد و دهمین آخرین و سخت ترین درجه است. الماس ها آنقدر سخت هستند که فقط توسط الماس های دیگر خراشیده می شوند.
24. تارهای صید گونه عنکبوت Caerostris darwini
عکس: pixabay
باور کردنش سخت است، اما تار عنکبوت Caerostris darwini (یا عنکبوت داروین) قوی تر از فولاد و سخت تر از کولار است. این وب به عنوان سخت ترین ماده بیولوژیکی در جهان شناخته شده است، اگرچه در حال حاضر یک رقیب بالقوه دارد، اما داده ها هنوز تایید نشده اند. فیبر عنکبوت برای ویژگی هایی مانند کرنش شکستن، استحکام ضربه، استحکام کششی و مدول یانگ (ویژگی یک ماده برای مقاومت در برابر کشش و فشار در هنگام تغییر شکل الاستیک) آزمایش شد و برای همه این شاخص ها تار عنکبوت خود را ثابت کرد. به شگفت انگیزترین روش. علاوه بر این، تار عنکبوت داروین فوق العاده سبک وزن است. به عنوان مثال، اگر سیاره خود را با فیبر Caerostris darwini بپیچیم، وزن چنین نخ بلندی تنها 500 گرم خواهد بود. چنین شبکه های طولانی وجود ندارند، اما محاسبات نظری به سادگی شگفت انگیز هستند!
23. آئروگرافیت
عکس: BrokenSphere
این فوم مصنوعی یکی از سبک ترین مواد الیافی در جهان است و از شبکه ای از لوله های کربنی به قطر تنها چند میکرون تشکیل شده است. آئروگرافیت 75 برابر سبک تر از فوم است، اما در عین حال بسیار قوی تر و انعطاف پذیرتر است. می توان آن را تا 30 برابر اندازه اصلی خود فشرده کرد بدون اینکه آسیبی به ساختار بسیار الاستیک آن وارد شود. به لطف این خاصیت، فوم ایرگرافیت می تواند بارهایی تا 40000 برابر وزن خود را تحمل کند.
22. شیشه فلزی پالادیوم
عکس: pixabay
تیمی از دانشمندان مؤسسه فناوری کالیفرنیا (آزمایشگاه برکلی) نوع جدیدی از شیشه فلزی را ابداع کرده اند که ترکیبی تقریبا ایده آل از استحکام و شکل پذیری را با هم ترکیب می کند. دلیل منحصر به فرد بودن ماده جدید در این واقعیت نهفته است که ساختار شیمیایی آن با موفقیت شکنندگی مواد شیشه ای موجود را پنهان می کند و در عین حال آستانه استقامت بالایی را حفظ می کند که در نهایت مقاومت خستگی این ساختار مصنوعی را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد.
21. کاربید تنگستن
عکس: pixabay
کاربید تنگستن یک ماده فوق‌العاده سخت است که در برابر سایش بسیار مقاوم است. تحت شرایط خاص، این اتصال بسیار شکننده در نظر گرفته می شود، اما تحت بار سنگین، خواص پلاستیکی منحصر به فردی را نشان می دهد که به شکل نوارهای لغزشی آشکار می شود. به لطف تمام این ویژگی ها، کاربید تنگستن در ساخت نوک های سوراخ کننده زره و تجهیزات مختلف از جمله انواع برش ها، دیسک های ساینده، مته ها، برش ها، مته ها و سایر ابزارهای برش استفاده می شود.
20. کاربید سیلیکون
عکس: تییا مونتو
کاربید سیلیکون یکی از مواد اصلی مورد استفاده برای تولید تانک های جنگی است. این ترکیب به دلیل هزینه کم، نسوز عالی و سختی بالا شناخته شده است و بنابراین اغلب در ساخت تجهیزات یا دنده هایی استفاده می شود که باید گلوله ها را منحرف کنند، سایر مواد بادوام را بریده یا آسیاب کنند. کاربید سیلیکون ساینده ها، نیمه هادی ها و حتی درج های بسیار خوبی می سازد جواهر سازیتقلید از الماس
19. نیترید بور مکعبی
عکس: wikimedia commons
نیترید بور مکعبی یک ماده فوق‌العاده سخت است که از نظر سختی مشابه الماس است، اما همچنین دارای تعدادی مزایای متمایز است - پایداری در دمای بالا و مقاومت شیمیایی. نیترید بور مکعبی در آهن و نیکل حتی زمانی که در معرض دمای بالا قرار می گیرد حل نمی شود، در حالی که الماس در شرایط مشابه به سرعت وارد واکنش های شیمیایی می شود. این در واقع برای استفاده از آن در ابزارهای آسیاب صنعتی مفید است.
18. پلی اتیلن با وزن مولکولی فوق العاده بالا (UHMWPE)، مارک فیبر Dyneema
عکس: Justsail
پلی اتیلن با مدول بالا دارای مقاومت سایشی بسیار بالا، ضریب اصطکاک کم و چقرمگی شکست بالا (قابلیت اطمینان دمای پایین) است. امروزه آن را قوی ترین ماده فیبری در جهان می دانند. شگفت انگیزترین چیز در مورد این پلی اتیلن این است که از آب سبک تر است و می تواند گلوله ها را همزمان متوقف کند! کابل ها و طناب های ساخته شده از الیاف Dyneema در آب غرق نمی شوند، نیازی به روغن کاری ندارند و در هنگام خیس شدن، خواص خود را تغییر نمی دهند، که برای کشتی سازی بسیار مهم است.
17. آلیاژهای تیتانیوم
عکس: Alchemist-hp (pse-mendelejew.de)
آلیاژهای تیتانیوم به طرز باورنکردنی انعطاف پذیر هستند و در هنگام کشش استحکام شگفت انگیزی از خود نشان می دهند. علاوه بر این، آنها دارای مقاومت حرارتی و مقاومت در برابر خوردگی بالایی هستند که آنها را در زمینه هایی مانند ساخت هواپیما، موشک، کشتی سازی، مواد شیمیایی، مواد غذایی و مهندسی حمل و نقل بسیار مفید می کند.
16. آلیاژ فلز مایع
عکس: pixabay
این ماده که در سال 2003 در مؤسسه فناوری کالیفرنیا ساخته شد، به دلیل استحکام و دوام خود مشهور است. نام این ترکیب به چیزی شکننده و مایع اشاره دارد، اما در دمای اتاق در واقع بسیار سخت، مقاوم در برابر سایش، مقاوم در برابر خوردگی است و در هنگام گرم شدن مانند ترموپلاستیک ها تغییر شکل می دهد. زمینه های اصلی کاربرد تا کنون ساخت ساعت، چوب گلف و کاور برای تلفن های همراه (ورتو، آیفون) است.
15. نانوسلولز
عکس: pixabay
نانوسلولز از الیاف چوب جدا شده و نوع جدیدی از مواد چوبی است که حتی از فولاد نیز قوی تر است! علاوه بر این، نانوسلولز نیز ارزان تر است. این نوآوری پتانسیل بالایی دارد و در آینده می تواند به طور جدی با شیشه و فیبر کربن رقابت کند. توسعه دهندگان بر این باورند که این ماده به زودی در تولید زره های نظامی، صفحه نمایش های فوق انعطاف پذیر، فیلترها، باتری های انعطاف پذیر، آئروژل های جاذب و سوخت های زیستی تقاضای زیادی خواهد داشت.
14. دندان حلزون لمپت
عکس: pixabay
قبلاً در مورد تور عنکبوت داروین که زمانی به عنوان قوی ترین ماده بیولوژیکی روی این سیاره شناخته می شد به شما گفته بودیم. با این حال، یک مطالعه اخیر نشان داده است که لیمپت بادوام ترین ماده بیولوژیکی شناخته شده برای علم است. بله، این دندان ها قوی تر از تار Caerostris darwini هستند. و این تعجب آور نیست، زیرا موجودات دریایی کوچک از جلبک هایی که روی سطح سنگ های خشن رشد می کنند تغذیه می کنند و برای جدا کردن غذا از سنگ، این حیوانات باید سخت کار کنند. دانشمندان بر این باورند که در آینده می‌توانیم از نمونه ساختار فیبری دندان‌های لیمپت‌های دریایی در صنعت مهندسی استفاده کنیم و با الهام از نمونه حلزون‌های ساده شروع به ساخت خودرو، قایق و حتی هواپیماهای با مقاومت بالا کنیم.
13. فولاد ماراژینگ
عکس: pixabay
فولاد ماراژینگ یک آلیاژ با استحکام بالا و آلیاژ بالا با شکل پذیری و چقرمگی عالی است. این ماده به طور گسترده در علم موشک استفاده می شود و برای ساخت انواع ابزار استفاده می شود.
12. اوسمیوم
عکس: Periodictableru / www.periodictable.ru
اوسمیوم عنصری فوق‌العاده متراکم است و سختی و نقطه ذوب بالای آن ماشین‌کاری را دشوار می‌کند. به همین دلیل است که از اسمیم در جایی استفاده می شود که دوام و استحکام بیشتر مورد توجه قرار می گیرد. آلیاژهای اوسمیوم در تماس های الکتریکی، موشک، پرتابه های نظامی، ایمپلنت های جراحی و بسیاری از کاربردهای دیگر یافت می شوند.
11. کولار
عکس: wikimedia commons
کولار یک فیبر با استحکام بالا است که می‌توان آن را در لاستیک‌های خودرو، لنت ترمز، کابل‌ها، محصولات مصنوعی و ارتوپدی، زره بدن، پارچه‌های لباس‌های محافظ، کشتی‌سازی و قطعات هواپیماهای بدون سرنشین یافت. این ماده تقریباً مترادف با استحکام شده است و نوعی پلاستیک با استحکام و کشش فوق العاده بالا است. مقاومت کششی کولار 8 برابر بیشتر از سیم فولادی است و در دمای 450 درجه سانتیگراد شروع به ذوب شدن می کند.
10. پلی اتیلن با چگالی بالا با وزن مولکولی فوق العاده بالا، مارک فیبر Spectra
عکس: توماس کاستلازو، www.tomascastelazo.com / Wikimedia Commons
UHMWPE در اصل یک پلاستیک بسیار بادوام است. Spectra، یک نام تجاری UHMWPE، به نوبه خود، یک فیبر سبک وزن با بالاترین مقاومت در برابر سایش است که در این نشانگر 10 برابر برتر از فولاد است. مانند کولار، اسپکترا در ساخت زره بدن و کلاه ایمنی استفاده می شود. در کنار UHMWPE، برند Dynimo Spectrum در صنایع کشتی سازی و حمل و نقل محبوب است.
9. گرافن
عکس: pixabay
گرافن آلوتروپ کربن است و شبکه کریستالی آن که فقط یک اتم ضخامت دارد آنقدر قوی است که 200 برابر سخت تر از فولاد است. گرافن مانند فیلم چسبناک به نظر می رسد، اما پاره کردن آن کار تقریبا غیرممکنی است. برای سوراخ کردن یک ورقه گرافن، باید یک مداد را در آن بچسبانید، که روی آن باید باری را که کل اتوبوس مدرسه را وزن می کند، متعادل کنید. موفق باشید!
8. کاغذ نانولوله کربنی
عکس: pixabay
به لطف فناوری نانو، دانشمندان موفق به ساخت کاغذی شده اند که 50 هزار برابر نازک تر از موی انسان است. ورق‌های نانولوله‌های کربنی 10 برابر سبکتر از فولاد هستند، اما شگفت‌انگیزترین چیز این است که 500 برابر قوی‌تر از فولاد هستند! صفحات نانولوله ای ماکروسکوپی برای ساخت الکترودهای ابرخازن بسیار امیدوارکننده هستند.
7. ریزشبکه فلزی
عکس: pixabay
این سبک ترین فلز جهان است! ریزشبکه فلزی یک ماده متخلخل مصنوعی است که 100 برابر سبکتر از فوم است. اما اجازه ندهید ظاهر آن شما را گول بزند، این ریزشبکه ها نیز فوق العاده بادوام هستند و به آنها پتانسیل زیادی برای استفاده در انواع برنامه های مهندسی می دهد. می توان از آنها برای ساخت ضربه گیرها و عایق های حرارتی عالی استفاده کرد و توانایی شگفت انگیز این فلز در جمع شدن و بازگشت به حالت اولیه، امکان استفاده از آن را برای ذخیره انرژی فراهم می کند. ریزشبکه های فلزی نیز به طور فعال در تولید قطعات مختلف هواپیماهای شرکت آمریکایی بوئینگ استفاده می شود.
6. نانولوله های کربنی
عکس: کاربر Mstroeck / en.wikipedia
قبلاً در بالا در مورد صفحات ماکروسکوپی فوق العاده قوی ساخته شده از نانولوله های کربنی صحبت کردیم. اما این چه نوع ماده ای است؟ اساساً اینها صفحات گرافنی هستند که در یک لوله قرار گرفته اند (نقطه 9). نتیجه یک ماده فوق‌العاده سبک، انعطاف‌پذیر و بادوام با طیف وسیعی از کاربردها است.
5. ایربراش
عکس: wikimedia commons
این ماده که به عنوان آروژل گرافن نیز شناخته می شود، بسیار سبک وزن و در عین حال قوی است. نوع جدید ژل به طور کامل فاز مایع را با فاز گازی جایگزین می کند و با سختی حساس، مقاومت در برابر حرارت، چگالی کم و هدایت حرارتی کم مشخص می شود. باور نکردنی است که گرافن ایروژل ۷ برابر سبکتر از هوا است! این ترکیب منحصربه‌فرد می‌تواند حتی پس از 90 درصد فشرده‌سازی شکل اولیه خود را بازیابی کند و می‌تواند مقدار روغنی را جذب کند که 900 برابر وزن ایرگرافن مورد استفاده برای جذب است. شاید در آینده این دسته از مواد به مبارزه با بلایای زیست محیطی مانند نشت نفت کمک کنند.
4. مطالب بدون عنوان، توسعه یافته توسط موسسه فناوری ماساچوست (MIT)
عکس: pixabay
با خواندن این مطلب، تیمی از دانشمندان MIT در حال کار برای بهبود خواص گرافن هستند. محققان گفتند که قبلاً موفق شده اند ساختار دو بعدی این ماده را به سه بعدی تبدیل کنند. ماده جدید گرافن هنوز نام خود را دریافت نکرده است، اما قبلاً مشخص شده است که چگالی آن 20 برابر کمتر از فولاد و استحکام آن 10 برابر بیشتر از فولاد است.
3. کاربین
عکس: Smokefoot
اگرچه کاربین فقط زنجیره‌ای خطی از اتم‌های کربن است، اما کاربین ۲ برابر گرافن استحکام کششی دارد و ۳ برابر سخت‌تر از الماس است!
2. اصلاح ورتزیت نیترید بور
عکس: pixabay
این ماده طبیعی تازه کشف شده در طی فوران های آتشفشانی تشکیل می شود و 18 درصد سخت تر از الماس است. با این حال، در تعدادی از پارامترهای دیگر نسبت به الماس برتری دارد. نیترید بور Wurtzite یکی از تنها 2 ماده طبیعی است که در زمین یافت می شود و سخت تر از الماس است. مشکل این است که چنین نیتریدهایی در طبیعت بسیار اندک هستند و بنابراین مطالعه یا کاربرد آنها در عمل آسان نیست.
1. لونسدالیت
عکس: pixabay
لونسدالیت که به عنوان الماس شش ضلعی نیز شناخته می شود از اتم های کربن تشکیل شده است، اما در این اصلاح اتم ها کمی متفاوت قرار گرفته اند. مانند ورتزیت بور نیترید، لونسدالیت یک ماده طبیعی است که از نظر سختی بالاتر از الماس است. و این یکی معدنی شگفت انگیزسخت تر از الماس تا 58 درصد! مانند نیترید بور ورتزیت، این ترکیب بسیار نادر است. گاهی اوقات لونسدالیت در هنگام برخورد شهاب سنگ های حاوی گرافیت با زمین تشکیل می شود.
انسان همیشه به دنبال یافتن موادی بوده که هیچ شانسی برای رقبای خود باقی نمی گذارد. از زمان های قدیم، دانشمندان به دنبال سخت ترین مواد در جهان، سبک ترین و سنگین ترین بوده اند. عطش اکتشاف منجر به کشف یک گاز ایده آل و یک جسم سیاه ایده آل شد. شگفت انگیزترین مواد دنیا را به شما معرفی می کنیم.
1. سیاه ترین ماده
سیاه ترین ماده در جهان Vantablack نام دارد و از مجموعه ای از نانولوله های کربنی تشکیل شده است (کربن و آلوتروپ های آن را ببینید). به بیان ساده، این ماده از «موهای» بی‌شماری تشکیل شده است که پس از گیرکردن در آنها، نور از یک لوله به لوله دیگر می‌پرد. به این ترتیب، حدود 99.965٪ از شار نور جذب می شود و تنها بخش کوچکی به عقب منعکس می شود.
کشف Vantablack چشم انداز گسترده ای را برای استفاده از این ماده در نجوم، الکترونیک و اپتیک باز می کند.
2. قابل اشتعال ترین ماده
تری فلوراید کلر قابل اشتعال ترین ماده ای است که تاکنون برای بشر شناخته شده است. این یک عامل اکسید کننده قوی است و تقریباً با تمام عناصر شیمیایی واکنش نشان می دهد. تری فلوراید کلر می تواند بتن را بسوزاند و به راحتی شیشه را مشتعل کند! استفاده از تری فلوراید کلر به دلیل اشتعال پذیری فوق العاده و عدم امکان اطمینان از استفاده ایمن عملا غیرممکن است.
3. سمی ترین ماده
قوی ترین سم سم بوتولینوم است. ما آن را با نام بوتاکس می شناسیم که در زیبایی به آن می گویند، جایی که کاربرد اصلی خود را پیدا کرده است. سم بوتولینوم یک ماده شیمیایی است که توسط باکتری کلستریدیوم بوتولینوم تولید می شود. سم بوتولینوم علاوه بر اینکه سمی ترین ماده است، بیشترین وزن مولکولی را نیز در بین پروتئین ها دارد. سمیت خارق‌العاده این ماده با این واقعیت مشهود است که تنها 0.00002 میلی‌گرم در دقیقه سم بوتولینوم برای نیم روز کشنده کردن ناحیه آسیب‌دیده برای انسان کافی است.
4. داغ ترین ماده
این به اصطلاح پلاسمای کوارک گلوئون است. این ماده از برخورد اتم های طلا با سرعت نزدیک به نور ایجاد شده است. پلاسمای کوارک گلوئون دارای دمای 4 تریلیون درجه سانتیگراد است. برای مقایسه، این رقم 250000 برابر بیشتر از دمای خورشید است! متأسفانه عمر ماده به یک تریلیونم یک تریلیونم ثانیه محدود می شود.
5. بیشترین اسید کاستیک
در این نامزدی، قهرمان اسید فلوراید-آنتیمونی H است. اسید فلوراید-آنتیمونی 2×1016 (دویست کوینتیلیون) برابر بیشتر از اسید سولفوریک است. این ماده بسیار فعال است و اگر مقدار کمی آب به آن اضافه شود می تواند منفجر شود. دودهای این اسید سمی کشنده است.
6. مواد منفجره ترین
انفجاری ترین ماده هپتانیتروکوبان است. این بسیار گران است و فقط برای تحقیقات علمی استفاده می شود. اما اکتوژن کمی کمتر انفجاری با موفقیت در امور نظامی و زمین شناسی هنگام حفاری چاه استفاده می شود.
7. پرتوزاترین ماده
پولونیوم 210 ایزوتوپ پلونیوم است که در طبیعت وجود ندارد، اما توسط انسان ساخته شده است. برای ایجاد منابع انرژی مینیاتوری، اما در عین حال بسیار قدرتمند استفاده می شود. نیمه عمر بسیار کوتاهی دارد و بنابراین می تواند باعث بیماری شدید تشعشع شود.
8. سنگین ترین ماده
این البته فولریت است. سختی آن تقریبا 2 برابر بیشتر از الماس طبیعی است. می توانید در مقاله سخت ترین مواد در جهان درباره فولریت بیشتر بخوانید.
9. قوی ترین آهنربا
قوی ترین آهنربا در جهان از آهن و نیتروژن ساخته شده است. در حال حاضر، جزئیات در مورد این ماده در دسترس عموم نیست، اما از قبل مشخص شده است که ابر آهنربای جدید 18٪ قوی تر از قوی ترین آهنرباهایی است که در حال حاضر استفاده می شود - نئودیمیم. آهنرباهای نئودیمیم از نئودیمیم، آهن و بور ساخته می شوند.
10. سیال ترین ماده
هلیوم 2 ابر سیال تقریباً در دماهای نزدیک به صفر مطلق ویسکوزیته ندارد. این خاصیت به دلیل خاصیت منحصر به فرد آن در نشت و بیرون ریختن از ظرف ساخته شده از هر ماده جامد است. هلیوم II چشم اندازی برای استفاده به عنوان یک رسانای حرارتی ایده آل دارد که در آن گرما از بین نمی رود.