Starp vielām viņi vienmēr cenšas izcelt tās, kurām ir ekstrēmākā noteiktas īpašības pakāpe. Cilvēkus vienmēr ir piesaistījuši viscietākie materiāli, vieglākie vai smagākie, vieglie un ugunsizturīgie. Mēs izgudrojām ideālas gāzes un ideāla melna korpusa koncepciju un pēc tam mēģinājām atrast dabiskus analogus pēc iespējas tuvāk šiem modeļiem. Rezultātā cilvēkam izdevās atrast vai radīt pārsteidzošas vielas.
1. Melnākā viela
Šī viela spēj absorbēt līdz 99,9% gaismas, gandrīz ideāls melns ķermenis. Tas tika iegūts no īpaši savienotiem oglekļa nanocauruļu slāņiem. Iegūtā materiāla virsma ir raupja un praktiski neatspoguļo gaismu. Šādas vielas pielietojuma jomas ir plašas – no supravadošām sistēmām līdz optisko sistēmu īpašību uzlabošanai. Piemēram, izmantojot šādu materiālu, būtu iespējams uzlabot teleskopu kvalitāti un ievērojami palielināt saules paneļu efektivitāti.
2. Uzliesmojošākā viela
Tikai daži cilvēki nav dzirdējuši par napalmu. Bet tas ir tikai viens no spēcīgi uzliesmojošu vielu klases pārstāvjiem. Tie ietver putupolistirolu un jo īpaši hlora trifluorīdu. Šis spēcīgais oksidētājs var aizdedzināt pat stiklu un spēcīgi reaģē ar gandrīz visiem neorganiskajiem un organiskajiem savienojumiem. Ir zināmi gadījumi, kad ugunsgrēka rezultātā izlijusi tonna hlora trifluorīda iedegas 30 centimetru dziļumā vietas betona virsmā un vēl metrs grants un smilšu spilvena. Bija mēģinājumi vielu izmantot kā ķīmisko kaujas līdzekli vai raķešu degvielu, taču pārāk lielas briesmas no tiem tika atmests.
3. Indīga viela
Spēcīgākā inde uz zemes ir arī viens no populārākajiem kosmētikas līdzekļiem. Mēs runājam par botulīna toksīniem, ko izmanto kosmetoloģijā ar nosaukumu Botox. Šī viela ir baktēriju Clostridium botulinum atkritumu produkts, un tai ir visaugstākā molekulmasa starp olbaltumvielām. Tas nosaka tās kā visspēcīgākās toksiskās vielas īpašības. 0,00002 mg/min/l sausnas ir pietiekami, lai skartā vieta būtu nāvējoša cilvēkiem uz 12 stundām. Turklāt šī viela lieliski uzsūcas no gļotādām un izraisa smagus neiroloģiskus simptomus.
4. Karstākā viela
Zvaigžņu dziļumos deg kodoluguns, sasniedzot neiedomājamu temperatūru. Taču cilvēkam izdevās pietuvoties šīm figūrām, iegūstot kvarka-gluona “zupu”. Šīs vielas temperatūra ir 4 triljoni grādu pēc Celsija, kas ir 250 tūkstošus reižu karstāka nekā Saule. Tas iegūts, gandrīz gaismas ātrumā saduroties zelta atomiem, kā rezultātā izkusa neitroni un protoni. Tiesa, šī viela pastāvēja tikai vienu triljono daļu sekundes un aizņēma vienu triljono daļu no centimetra.
Šajā nominācijā rekordists ir fluors-antimonskābe. Tas ir 21 019 reizes kodīgāks par sērskābi, un tas spēj izkausēt stiklu un eksplodēt, pievienojot ūdeni. Turklāt tas izdala nāvējoši toksiskus izgarojumus.
6. Sprādzienbīstamākā viela
HMX ir visspēcīgākais sprāgstviela, kā arī izturīgs pret augstām temperatūrām. Tas padara to par neaizstājamu militārās lietās - veidojot formas lādiņus, plastmasu, spēcīgu sprāgstvielu un pildvielas kodollādiņu drošinātājiem. HMX tiek izmantots arī miermīlīgiem nolūkiem, piemēram, augstas temperatūras gāzes un naftas urbumu urbšanai, kā arī kā cietās raķešu degvielas sastāvdaļa. HMX ir arī analogs heptanitrokubāns, kuram ir vēl lielāka sprādzienbīstamība, taču tas ir arī dārgāks, tāpēc to vairāk izmanto laboratorijas apstākļos.
7. Radioaktīvākā viela
Šai vielai dabā nav stabilu izotopu, taču tā rada milzīgu radioaktīvā starojuma daudzumu. Viens no izotopiem, polonijs-210, tiek izmantots, lai radītu ļoti vieglus, kompaktus un tajā pašā laikā jaudīgus neitronu avotus. Turklāt sakausējumos ar noteiktiem metāliem poloniju izmanto, lai radītu siltuma avotus atomelektrostacijām; jo īpaši šādas ierīces tiek izmantotas kosmosā. Turklāt šī izotopa īsā pussabrukšanas perioda dēļ tā ir ļoti toksiska viela, kas var izraisīt smagu staru slimību.
8. Smagākā viela
2005. gadā vācu zinātnieki konstruēja vielu dimanta nanostieņa formā. Tā ir dimantu kolekcija nanomērogā. Šādai vielai ir viszemākā saspiešanas pakāpe un lielākais cilvēcei zināmais īpatnējais blīvums. Turklāt no šāda materiāla izgatavotam pārklājumam būs milzīga nodilumizturība.
9. Spēcīgākā magnētiskā viela
Kārtējais speciālistu radījums no laboratorijām. Tā iegūta uz dzelzs un slāpekļa bāzes 2010.gadā. Pagaidām detaļas tiek turētas noslēpumā, jo iepriekšējo vielu 1996.gadā vairs nevarēja reproducēt. Bet jau ir zināms, ka rekordistam ir par 18% spēcīgākas magnētiskās īpašības nekā tuvākajam analogam. Ja šī viela kļūs pieejama rūpnieciskā mērogā, tad varam sagaidīt jaudīgu elektromagnētisko motoru parādīšanos.
10. Spēcīgākā superfluiditāte
Hēlijam II ir augsta siltumvadītspēja un pilnīga viskozitātes neesamība ārkārtīgi zemās temperatūrās, tas ir, tam piemīt superfluiditātes īpašība. Tas spēj izsūkties caur cietiem materiāliem un spontāni izliet no jebkura konteinera. Šī viela var kļūt par ideālu siltumvadītāju, kurā siltums pārvietojas vairāk kā vilnis un neizkliedējas.
Lietots: Ārpus pilsētas
Šis desmit elementu pamata saraksts ir vissmagākais blīvuma uz kubikcentimetru ziņā. Tomēr ņemiet vērā, ka blīvums nav masa, tas vienkārši mēra, cik cieši iesaiņota objekta masa.
Tagad, kad mēs to saprotam, apskatīsim vissmagākos visā zināmajā Visumā.
10. Tantals
Blīvums uz 1 cm³ - 16,67 g
Tantala atomskaitlis ir 73. Šis zili pelēkais metāls ir ļoti ciets, un tam ir arī īpaši augsta kušanas temperatūra.
9. Urāns 
Blīvums uz 1 cm³ - 19,05 g
Vācu ķīmiķis Martins H. Klaprots 1789. gadā atklāja metālu, un tas kļuva par īstu urānu tikai gandrīz simts gadus vēlāk, 1841. gadā, pateicoties franču ķīmiķim Eiženam Melhioram Peligotam.
8. Volframs (volframijs) 
Blīvums uz 1 cm³ - 19,26 g
Volframs pastāv četros dažādos minerālos, un tas ir arī vissmagākais no visiem elementiem, un tam ir svarīga bioloģiskā loma.
7. Zelts (Aurum) 
Blīvums uz 1 cm³ - 19,29 g
Saka, ka nauda kokos neaug, bet par zeltu to nevar teikt! Uz eikalipta koku lapām konstatētas nelielas zelta pēdas.
6. Plutonijs 
Blīvums uz 1 cm³ - 20,26 g
Plutonijs ūdens šķīdumā uzrāda krāsainu oksidācijas stāvokli, kā arī var spontāni mainīt oksidācijas stāvokli un krāsu! Šis ir īsts hameleons starp elementiem.
5. Neptūnijs 
Blīvums uz 1 cm³ - 20,47 g
Nosaukts planētas Neptūna vārdā, to 1940. gadā atklāja profesors Edvīns Makmilans. Tas arī kļuva par pirmo sintētisko transurāna elementu no aktinīdu ģimenes, kas tika atklāts.
4. Rēnijs 
Blīvums uz 1 cm³ - 21,01 g
Šī ķīmiskā elementa nosaukums cēlies no latīņu vārda "Rhenus", kas nozīmē "Reina". To atklāja Valters Nodaks Vācijā 1925. gadā.
3. Platīns 
Blīvums uz 1 cm³ - 21,45 g
Viens no dārgmetāliem šajā sarakstā (kopā ar zeltu) un tiek izmantots gandrīz visu veidu ražošanai. Dīvaini ir tas, ka viss iegūtais platīns (katrs pēdējais bits) varētu ietilpt vidēja izmēra viesistabā! Nav daudz, patiesībā. (Mēģiniet tajā ievietot visu zeltu.)
2. Iridijs
Blīvums uz 1 cm³ - 22,56 g
Iridiju 1803. gadā Londonā atklāja angļu ķīmiķis Smitsons Tenants kopā ar osmiju: elementiem, kas dabīgajā platīnā atrodas kā piemaisījumi. Jā, irīdijs tika atklāts tīri nejauši.
1. Osmijs
Blīvums uz 1 cm³ - 22,59 g
Nav nekā smagāka (uz kubikcentimetru) par osmiju. Šī elementa nosaukums cēlies no sengrieķu vārda "osme", kas nozīmē "smarža", jo ķīmiskajām reakcijām, ko tas izšķīst skābē vai ūdenī, pavada nepatīkama, noturīga smaka.
Osmijs pašlaik tiek definēts kā vissmagākā viela uz planētas. Tikai viens kubikcentimetrs šīs vielas sver 22,6 gramus. To 1804. gadā atklāja angļu ķīmiķis Smitsons Tenants; kad zelts tika izšķīdināts mēģenē, palika nogulsnes. Tas notika osmija īpatnības dēļ, tas nešķīst sārmos un skābēs.
Smagākais elements uz planētas
Tas ir zilgani balts metālisks pulveris. Dabā tas sastopams septiņos izotopos, no kuriem seši ir stabili un viens ir nestabils. Tas ir nedaudz blīvāks par irīdiju, kura blīvums ir 22,4 grami uz kubikcentimetru. No līdz šim atklātajiem materiāliem pasaulē smagākā viela ir osmijs.
Tas pieder pie lantāna, itrija, skandija un citu lantanīdu grupas.
Dārgāks par zeltu un dimantiem
No tā tiek iegūts ļoti maz, aptuveni desmit tūkstoši kilogramu gadā. Pat lielākais osmija avots, Džezkazganas atradne, satur apmēram trīs desmitmiljonās daļas. Retā metāla tirgus vērtība pasaulē sasniedz aptuveni 200 tūkstošus dolāru par gramu. Turklāt elementa maksimālā tīrība attīrīšanas procesā ir aptuveni septiņdesmit procenti.
Lai gan Krievijas laboratorijām izdevās iegūt 90,4 procentu tīrību, metāla daudzums nepārsniedza vairākus miligramus.
Vielas blīvums ārpus planētas Zeme
Osmijs neapšaubāmi ir mūsu planētas smagāko elementu līderis. Bet, ja mēs pavērsim savu skatienu kosmosā, tad mūsu uzmanība atklās daudzas vielas, kas ir smagākas par mūsu smago elementu “karali”.
Fakts ir tāds, ka Visumā ir nedaudz atšķirīgi apstākļi nekā uz Zemes. Sērijas smagums ir tik liels, ka viela kļūst neticami blīva.
Ja ņemam vērā atoma struktūru, mēs atklāsim, ka attālumi starpatomiskajā pasaulē nedaudz atgādina telpu, ko mēs redzam. Kur planētas, zvaigznes un citi atrodas diezgan lielā attālumā. Pārējo aizņem tukšums. Tieši tāda ir atomu struktūra, un ar spēcīgu gravitāciju šis attālums diezgan ievērojami samazinās. Līdz dažu elementārdaļiņu “iespiešanai” citās.
Neitronu zvaigznes ir īpaši blīvi kosmosa objekti
Meklējot ārpus mūsu Zemes, mēs varam atrast smagāko vielu kosmosā neitronu zvaigznēs.
Tie ir diezgan unikāli kosmosa iemītnieki, viens no iespējamiem zvaigžņu evolūcijas veidiem. Šādu objektu diametrs svārstās no 10 līdz 200 kilometriem, un to masa ir vienāda ar mūsu Sauli vai 2-3 reizes lielāka.
Šis kosmiskais ķermenis galvenokārt sastāv no neitronu kodola, kas sastāv no plūstošiem neitroniem. Lai gan pēc dažu zinātnieku pieņēmumiem tai vajadzētu būt cietā stāvoklī, uzticamas informācijas mūsdienās nav. Tomēr ir zināms, ka tieši neitronu zvaigznes, sasniegušas savu saspiešanas robežu, pēc tam pārvēršas milzīgā enerģijas izlaidumā aptuveni 10 43–10 45 džoulu apmērā.
Šādas zvaigznes blīvums ir salīdzināms, piemēram, ar sērkociņu kastītē ievietotā Everesta kalna svaru. Tas ir simtiem miljardu tonnu vienā kubikmilimetrā. Piemēram, lai skaidrāk saprastu, cik liels ir matērijas blīvums, ņemsim mūsu planētu ar masu 5,9 × 1024 kg un “pārvērtīsim” to par neitronu zvaigzni.
Rezultātā, lai pielīdzinātu neitronu zvaigznes blīvumu, tā jāsamazina līdz parasta ābola izmēram, kura diametrs ir 7-10 centimetri. Unikālo zvaigžņu objektu blīvums palielinās, virzoties uz centru.
Vielas slāņi un blīvums
Zvaigznes ārējais slānis ir attēlots magnetosfēras formā. Tieši zem tā vielas blīvums jau sasniedz aptuveni vienu tonnu uz kubikcentimetru. Ņemot vērā mūsu zināšanas par Zemi, šobrīd šī ir smagākā viela no atklātajiem elementiem. Bet nesteidzieties ar secinājumiem.
Turpināsim unikālo zvaigžņu izpēti. Tos sauc arī par pulsāriem, jo tiem ir liels rotācijas ātrums ap to asi. Šis indikators dažādiem objektiem svārstās no vairākiem desmitiem līdz simtiem apgriezienu sekundē.
Turpināsim superblīvu kosmisko ķermeņu izpēti. Tam seko slānis, kam ir metāla īpašības, taču, visticamāk, tas ir līdzīgs pēc uzvedības un struktūras. Kristāli ir daudz mazāki, nekā mēs redzam Zemes vielu kristāliskajā režģī. Lai izveidotu 1 centimetra kristālu līniju, jums būs jāizliek vairāk nekā 10 miljardi elementu. Blīvums šajā slānī ir vienu miljonu reižu lielāks nekā ārējā slānī. Šis nav smagākais materiāls zvaigznē. Tālāk seko neitroniem bagāts slānis, kura blīvums ir tūkstoš reižu lielāks nekā iepriekšējā.
Neitronu zvaigznes kodols un tā blīvums
Zemāk ir kodols, kur blīvums sasniedz maksimumu - divreiz augstāks nekā pārklājošais slānis. Debess ķermeņa kodola viela sastāv no visām fizikā zināmajām elementārdaļiņām. Līdz ar to esam sasnieguši ceļojuma beigas uz zvaigznes kodolu, meklējot kosmosā smagāko vielu.
Šķiet, ka Visuma blīvuma unikālo vielu meklēšanas misija ir pabeigta. Taču kosmoss ir pilns ar noslēpumiem un neatklātām parādībām, zvaigznēm, faktiem un modeļiem.
Melnie caurumi Visumā
Jums vajadzētu pievērst uzmanību tam, kas šodien jau ir atvērts. Tie ir melnie caurumi. Iespējams, ka šie noslēpumainie objekti varētu būt kandidāti tam, ka visuma smagākā viela ir to sastāvdaļa. Ņemiet vērā, ka melno caurumu gravitācija ir tik spēcīga, ka gaisma nevar izkļūt.
Pēc zinātnieku domām, matērija, kas ievilkta telpas-laika reģionā, kļūst tik blīva, ka starp elementārdaļiņām nepaliek vietas.
Diemžēl aiz notikumu horizonta (tā sauktā robeža, kur gaisma un jebkurš objekts gravitācijas ietekmē nevar atstāt melno caurumu) seko mūsu minējumi un netiešie pieņēmumi, kas balstīti uz daļiņu plūsmu emisiju.
Vairāki zinātnieki norāda, ka telpa un laiks sajaucas ārpus notikumu horizonta. Pastāv viedoklis, ka tie var būt “pāreja” uz citu Visumu. Varbūt tā ir taisnība, lai gan ir pilnīgi iespējams, ka aiz šīm robežām paveras cita telpa ar pilnīgi jauniem likumiem. Teritorija, kurā laiks apmainās ar “vietu” ar telpu. Nākotnes un pagātnes atrašanās vietu nosaka vienkārši sekojošā izvēle. Tāpat kā mūsu izvēle iet pa labi vai pa kreisi.
Potenciāli iespējams, ka Visumā ir civilizācijas, kas ir apguvušas ceļošanu laikā caur melnajiem caurumiem. Iespējams, nākotnē cilvēki no planētas Zeme atklās ceļojuma laikā noslēpumu.
Apkārtējā pasaule joprojām ir daudzu noslēpumu pilna, taču pat zinātniekiem jau sen zināmas parādības un vielas nebeidz pārsteigt un iepriecināt. Mēs apbrīnojam spilgtas krāsas, baudām garšas un izmantojam visu veidu vielu īpašības, kas padara mūsu dzīvi ērtāku, drošāku un patīkamāku. Meklējot visuzticamākos un izturīgākos materiālus, cilvēks ir izdarījis daudz aizraujošu atklājumu, un šeit ir tikai 25 šādu unikālu savienojumu izlase!
25.Dimanti
Ja ne visi, tad gandrīz visi to noteikti zina. Dimanti ir ne tikai vieni no visvairāk cienītajiem dārgakmeņi, bet arī viens no cietākajiem minerāliem uz Zemes. Mosa skalā (cietības skala, kas novērtē minerāla reakciju uz skrāpējumiem) dimants ir norādīts 10. rindā. Kopumā skalā ir 10 pozīcijas, un 10. ir pēdējā un grūtākā pakāpe. Dimanti ir tik cieti, ka tos var saskrāpēt tikai citi dimanti.
24.Zirnekļu sugas Caerostris darwini ķeršanas tīkli
Foto: pixabay
Grūti noticēt, bet Caerostris darwini zirnekļa (vai Darvina zirnekļa) tīkls ir stiprāks par tēraudu un cietāks par Kevlaru. Šis tīmeklis ir atzīts par cietāko bioloģisko materiālu pasaulē, lai gan tagad tam jau ir potenciāls konkurents, taču dati vēl nav apstiprināti. Zirnekļa šķiedra tika pārbaudīta attiecībā uz tādiem parametriem kā plīšanas deformācija, triecienizturība, stiepes izturība un Janga modulis (materiāla īpašība izturēt stiepšanos un saspiešanu elastīgās deformācijas laikā), un visiem šiem rādītājiem zirnekļa tīkls sevi pierādīja. visbrīnišķīgākajā veidā. Turklāt Darvina zirnekļa tīkls ir neticami viegls. Piemēram, ja mēs aptīsim savu planētu ar Caerostris darwini šķiedru, tik gara pavediena svars būs tikai 500 grami. Tik gari tīkli neeksistē, bet teorētiskie aprēķini ir vienkārši pārsteidzoši!
23.Aerografīts
Foto: BrokenSphere
Šīs sintētiskās putas ir viens no vieglākajiem šķiedrainajiem materiāliem pasaulē, un tās sastāv no oglekļa cauruļu tīkla, kura diametrs ir tikai daži mikroni. Aerografīts ir 75 reizes vieglāks par putām, bet tajā pašā laikā daudz izturīgāks un elastīgāks. To var saspiest līdz 30 reižu lielākam par sākotnējo izmēru, nekaitējot tās īpaši elastīgajai struktūrai. Pateicoties šai īpašībai, aerografīta putas var izturēt slodzes, kas līdz pat 40 000 reižu pārsniedz pašas svaru.
22. Palādija metāla stikls
Foto: pixabay
Zinātnieku komanda no Kalifornijas Tehnoloģiju institūta (Berkeley Lab) ir izstrādājusi jauna veida metālisku stiklu, kas apvieno gandrīz ideālu stiprības un elastības kombināciju. Jaunā materiāla unikalitātes cēlonis slēpjas faktā, ka tā ķīmiskā struktūra veiksmīgi slēpj esošo stiklveida materiālu trauslumu un vienlaikus saglabā augstu izturības slieksni, kas galu galā būtiski palielina šīs sintētiskās struktūras noguruma izturību.
21. Volframa karbīds
Foto: pixabay
Volframa karbīds ir neticami ciets materiāls, kas ir ļoti nodilumizturīgs. Noteiktos apstākļos šis savienojums tiek uzskatīts par ļoti trauslu, taču pie lielas slodzes tam ir unikālas plastiskas īpašības, kas izpaužas kā slīdēšanas joslas. Pateicoties visām šīm īpašībām, volframa karbīds tiek izmantots bruņu caurduršanas uzgaļu un dažāda aprīkojuma ražošanā, ieskaitot visa veida griezējus, abrazīvus diskus, urbjus, griezējus, urbju uzgaļus un citus griezējinstrumentus.
20. Silīcija karbīds
Foto: Tīa Monto
Silīcija karbīds ir viens no galvenajiem materiāliem, ko izmanto kaujas tanku ražošanā. Šis savienojums ir pazīstams ar zemām izmaksām, izcilu ugunsizturību un augstu cietību, un tāpēc to bieži izmanto tādu iekārtu vai rīku ražošanā, kurām jānovirza lodes, jāsagriež vai jāsasmalcina citi izturīgi materiāli. Silīcija karbīds nodrošina lieliskus abrazīvus, pusvadītājus un pat ieliktņus Rotaslietas imitē dimantus.
19.Kubiskais bora nitrīds
Foto: wikimedia commons
Kubiskais bora nitrīds ir īpaši ciets materiāls, pēc cietības līdzīgs dimantam, taču tam ir arī vairākas atšķirīgas priekšrocības - stabilitāte augstā temperatūrā un ķīmiskā izturība. Kubiskais bora nitrīds nešķīst dzelzē un niķelī pat augstā temperatūrā, savukārt dimants tādos pašos apstākļos diezgan ātri nonāk ķīmiskās reakcijās. Tas faktiski ir izdevīgi, lai to izmantotu rūpnieciskajos slīpēšanas instrumentos.
18. Īpaši augstas molekulmasas polietilēns (UHMWPE), Dyneema šķiedras zīmols
Foto: Justsail
Augsta moduļa polietilēnam ir ārkārtīgi augsta nodilumizturība, zems berzes koeficients un augsta lūzuma izturība (zemas temperatūras uzticamība). Mūsdienās to uzskata par spēcīgāko šķiedru vielu pasaulē. Pats pārsteidzošākais šajā polietilēnā ir tas, ka tas ir vieglāks par ūdeni un vienlaikus spēj apturēt lodes! Kabeļi un virves, kas izgatavotas no Dyneema šķiedrām, negrimst ūdenī, nav nepieciešama eļļošana un nemaina to īpašības, kad tie ir slapji, kas ir ļoti svarīgi kuģu būvē.
17. Titāna sakausējumi
Foto: Alchemist-hp (pse-mendelejew.de)
Titāna sakausējumi ir neticami elastīgi un izstiepti uzrāda pārsteidzošu izturību. Turklāt tiem ir augsta karstumizturība un izturība pret koroziju, kas padara tos ārkārtīgi noderīgus tādās jomās kā lidmašīnu ražošana, raķešu ražošana, kuģu būve, ķīmija, pārtikas un transporta inženierija.
16.Šķidro metālu sakausējums
Foto: pixabay
Šis materiāls, kas izstrādāts 2003. gadā Kalifornijas Tehnoloģiju institūtā, ir slavens ar savu izturību un izturību. Savienojuma nosaukums apzīmē kaut ko trauslu un šķidru, bet istabas temperatūrā tas patiesībā ir ārkārtīgi ciets, nodilumizturīgs, izturīgs pret koroziju un karsējot pārvēršas, piemēram, termoplastmasa. Galvenās pielietošanas jomas līdz šim ir pulksteņu, golfa nūju un mobilo tālruņu vāciņu (Vertu, iPhone) ražošana.
15. Nanoceluloze
Foto: pixabay
Nanoceluloze ir izolēta no kokšķiedras un ir jauna veida koksnes materiāls, kas ir pat stiprāks par tēraudu! Turklāt nanoceluloze ir arī lētāka. Inovācijai ir liels potenciāls un nākotnē tā varētu nopietni konkurēt ar stiklu un oglekļa šķiedru. Izstrādātāji uzskata, ka šis materiāls drīzumā būs ļoti pieprasīts militāro bruņu, īpaši elastīgo ekrānu, filtru, elastīgo akumulatoru, absorbējošo aerogēlu un biodegvielu ražošanā.
14.Kaļķakmens gliemežu zobi
Foto: pixabay
Iepriekš mēs jau stāstījām par Darvina zirnekļa ķeršanas tīklu, kas savulaik tika atzīts par spēcīgāko bioloģisko materiālu uz planētas. Tomēr nesen veikts pētījums ir parādījis, ka klinte ir visizturīgākā zinātnei zināmā bioloģiskā viela. Jā, šie zobi ir stiprāki par Caerostris darwini tīklu. Un tas nav pārsteidzoši, jo sīkie jūras radījumi barojas ar aļģēm, kas aug uz skarbo iežu virsmas, un, lai atdalītu barību no akmeņiem, šiem dzīvniekiem ir smagi jāstrādā. Zinātnieki uzskata, ka nākotnē mēs varēsim izmantot mašīnbūves nozarē jūras klibšu zobu šķiedrainās struktūras piemēru un, iedvesmojoties no vienkāršu gliemežu piemēra, sāksim būvēt automašīnas, laivas un pat augstas stiprības lidmašīnas.
13. Martensīta tērauds
Foto: pixabay
Martensīta tērauds ir augstas stiprības, ļoti leģēts sakausējums ar izcilu elastību un stingrību. Materiāls tiek plaši izmantots raķešu zinātnē un tiek izmantots visu veidu instrumentu izgatavošanai.
12. Osmijs
Foto: Periodictableru / www.periodictable.ru
Osmijs ir neticami blīvs elements, un tā cietība un augsta kušanas temperatūra apgrūtina tā apstrādi. Tāpēc osmiju izmanto tur, kur visaugstāk tiek vērtēta izturība un izturība. Osmija sakausējumi ir atrodami elektriskos kontaktos, raķešu iekārtās, militārajos šāviņos, ķirurģiskajos implantos un daudzos citos lietojumos.
11. Kevlars
Foto: wikimedia commons
Kevlar ir augstas stiprības šķiedra, ko var atrast automašīnu riepās, bremžu klučos, trosēs, protēzēs un ortopēdiskajos izstrādājumos, bruņuvestēs, aizsargtērpu audumos, kuģu būvē un bezpilota lidaparātu daļās. Materiāls ir kļuvis gandrīz sinonīms spēkam un ir plastmasas veids ar neticami augstu izturību un elastību. Kevlar stiepes izturība ir 8 reizes lielāka nekā tērauda stieplei, un tā sāk kust 450 ℃ temperatūrā.
10. Īpaši augstas molekulmasas augsta blīvuma polietilēns, Spectra šķiedras zīmols
Foto: Tomas Castelazo, www.tomascastelazo.com / Wikimedia Commons
UHMWPE būtībā ir ļoti izturīga plastmasa. Spectra, UHMWPE zīmols, savukārt ir viegla šķiedra ar visaugstāko nodilumizturību, kas šajā rādītājā ir 10 reizes pārāka par tēraudu. Tāpat kā Kevlar, Spectra tiek izmantots bruņuvestu un aizsargķiveru ražošanā. Līdzās UHMWPE zīmols Dynimo Spectrum ir populārs kuģu būves un transporta nozarēs.
9. Grafēns
Foto: pixabay
Grafēns ir oglekļa alotrops, un tā kristāliskais režģis, kura biezums ir tikai viens atoms, ir tik stiprs, ka tas ir 200 reizes cietāks par tēraudu. Grafēns izskatās pēc pārtikas plēves, taču to saplēst ir gandrīz neiespējams uzdevums. Lai caurdurtu grafēna loksni, tajā būs jāiedur zīmulis, uz kura būs jāsabalansē slodze, kas sver visu skolas autobusu. Veiksmi!
8. Oglekļa nanocaurules papīrs
Foto: pixabay
Pateicoties nanotehnoloģijām, zinātniekiem ir izdevies izgatavot papīru, kas ir 50 tūkstošus reižu plānāks par cilvēka matu. Oglekļa nanocauruļu loksnes ir 10 reizes vieglākas par tēraudu, bet pats pārsteidzošākais ir tas, ka tās ir pat 500 reizes stiprākas par tēraudu! Makroskopiskās nanocaurules plāksnes ir visdaudzsološākās superkondensatoru elektrodu ražošanā.
7. Metāla mikrorežģis
Foto: pixabay
Šis ir vieglākais metāls pasaulē! Metāla mikrorežģis ir sintētisks porains materiāls, kas ir 100 reizes vieglāks par putām. Taču neļaujiet tā izskatam jūs maldināt, šie mikrorežģi ir arī neticami izturīgi, sniedzot tiem lielu potenciālu izmantošanai visu veidu inženiertehniskos lietojumos. No tiem var izgatavot izcilus amortizatorus un siltumizolatorus, un metāla apbrīnojamā spēja sarukt un atgriezties sākotnējā stāvoklī ļauj to izmantot enerģijas uzkrāšanai. Metāla mikrorežģi tiek aktīvi izmantoti arī dažādu amerikāņu kompānijas Boeing lidmašīnu detaļu ražošanā.
6. Oglekļa nanocaurules
Foto: lietotājs Mstroeck / en.wikipedia
Iepriekš mēs jau runājām par īpaši spēcīgām makroskopiskām plāksnēm, kas izgatavotas no oglekļa nanocaurulēm. Bet kāda veida materiāls tas ir? Būtībā tās ir grafēna plaknes, kas velmētas caurulē (9. punkts). Rezultāts ir neticami viegls, izturīgs un izturīgs materiāls ar plašu pielietojumu klāstu.
5. Airbrush
Foto: wikimedia commons
Šis materiāls, kas pazīstams arī kā grafēna aerogels, ir ārkārtīgi viegls un vienlaikus spēcīgs. Jaunā tipa gēls pilnībā aizstāj šķidro fāzi ar gāzveida fāzi, un to raksturo sensacionāla cietība, karstumizturība, zems blīvums un zema siltumvadītspēja. Neticami, grafēna aerogels ir 7 reizes vieglāks par gaisu! Unikālais savienojums spēj atjaunot savu sākotnējo formu pat pēc 90% saspiešanas un var absorbēt eļļas daudzumu, kas 900 reizes pārsniedz absorbcijai izmantotā aerografēna svaru. Iespējams, nākotnē šī materiālu klase palīdzēs cīnīties pret vides katastrofām, piemēram, naftas noplūdēm.
4. Materiāls bez nosaukuma, ko izstrādājis Masačūsetsas Tehnoloģiju institūts (MIT)
Foto: pixabay
Kamēr jūs to lasāt, MIT zinātnieku komanda strādā, lai uzlabotu grafēna īpašības. Pētnieki teica, ka viņiem jau ir izdevies pārveidot šī materiāla divdimensiju struktūru par trīsdimensiju. Jaunā grafēna viela vēl nav saņēmusi savu nosaukumu, taču jau zināms, ka tās blīvums ir 20 reizes mazāks nekā tēraudam, bet stiprība ir 10 reizes lielāka nekā tēraudam.
3. Karbīns
Foto: Smokefoot
Lai gan tās ir tikai lineāras oglekļa atomu ķēdes, karbīnam ir 2 reizes lielāka stiepes izturība nekā grafēnam un tas ir 3 reizes cietāks par dimantu!
2. Bora nitrīda vurcīta modifikācija
Foto: pixabay
Šī jaunatklātā dabiskā viela veidojas vulkānu izvirdumu laikā un ir par 18% cietāka par dimantiem. Tomēr tas ir pārāks par dimantiem vairākos citos parametros. Wurtzite bora nitrīds ir viena no tikai 2 dabiskajām vielām, kas atrodamas uz Zemes un ir cietākas par dimantu. Problēma ir tā, ka šādu nitrīdu dabā ir ļoti maz, un tāpēc tos nav viegli izpētīt vai pielietot praksē.
1. Lonsdaleite
Foto: pixabay
Pazīstams arī kā sešstūra dimants, lonsdaleīts sastāv no oglekļa atomiem, taču šajā modifikācijā atomi ir sakārtoti nedaudz savādāk. Tāpat kā wurcite bora nitrīds, lonsdaleīts ir dabiska viela, kas pēc cietības ir augstāka par dimantu. Un šis pārsteidzošs minerāls Cietāks par dimantu pat par 58%! Tāpat kā wurtzite bora nitrīds, šis savienojums ir ārkārtīgi reti sastopams. Dažkārt lonsdaleīts veidojas grafītu saturošu meteorītu sadursmē ar Zemi.
Cilvēks vienmēr ir centies atrast materiālus, kas konkurentiem neatstāj nekādas iespējas. Kopš seniem laikiem zinātnieki ir meklējuši viscietākos materiālus pasaulē, vieglākos un smagākos. Atklāšanas slāpes lika atklāt ideālu gāzi un ideālu melnu ķermeni. Mēs piedāvājam jums pārsteidzošākās vielas pasaulē.
1. Melnākā viela
Melnākā viela pasaulē tiek saukta par Vantablack, un tā sastāv no oglekļa nanocauruļu kolekcijas (skat. oglekli un tā allotropus). Vienkāršāk sakot, materiāls sastāv no neskaitāmiem “matiņiem”, tajos ieķeroties, gaisma atlec no vienas caurules uz otru. Tādā veidā tiek absorbēti aptuveni 99,965% gaismas plūsmas un tikai neliela daļa tiek atstarota atpakaļ.
Vantablakas atklāšana paver plašas perspektīvas šī materiāla izmantošanai astronomijā, elektronikā un optikā.
2. Uzliesmojošākā viela
Hlora trifluorīds ir uzliesmojošākā viela, kas jebkad zināma cilvēcei. Tas ir spēcīgs oksidētājs un reaģē ar gandrīz visiem ķīmiskajiem elementiem. Hlora trifluorīds var sadedzināt betonu un viegli aizdedzināt stiklu! Hlora trifluorīda izmantošana ir praktiski neiespējama, jo tā ir fenomenāla uzliesmojamība un nav iespējams nodrošināt drošu lietošanu.
3. Indīgākā viela
Visspēcīgākā inde ir botulīna toksīns. Mēs to pazīstam ar nosaukumu Botox, ko to sauc kosmetoloģijā, kur tas ir atradis savu galveno pielietojumu. Botulīna toksīns ir ķīmiska viela, ko ražo baktērijas Clostridium botulinum. Papildus tam, ka botulīna toksīns ir toksiskākā viela, tam ir arī lielākā molekulmasa starp olbaltumvielām. Par vielas fenomenālo toksicitāti liecina tas, ka pietiek tikai ar 0,00002 mg min/l botulīna toksīna, lai uz pusi dienas skarto zonu padarītu cilvēkiem nāvējošu.
4. Karstākā viela
Šī ir tā sauktā kvarka-gluona plazma. Viela tika radīta, saduroties zelta atomiem gandrīz gaismas ātrumā. Kvarka-gluona plazmas temperatūra ir 4 triljoni grādu pēc Celsija. Salīdzinājumam, šis rādītājs ir 250 000 reižu augstāks par Saules temperatūru! Diemžēl matērijas dzīves ilgums ir ierobežots līdz vienas triljonās sekundes triljonajai daļai.
5. Visvairāk kodīgo skābi
Šajā nominācijā čempione ir fluorīda-antimonskābe H. Fluorīda-antimonskābe ir 2×10 16 (divsimt kvintiljonu) reižu kodīgāka par sērskābi. Tā ir ļoti aktīva viela un var eksplodēt, ja pievieno nelielu daudzumu ūdens. Šīs skābes izgarojumi ir nāvējoši indīgi.
6. Sprādzienbīstamākā viela
Sprādzienbīstamākā viela ir heptanitrokubāns. Tas ir ļoti dārgs un tiek izmantots tikai zinātniskiem pētījumiem. Bet nedaudz mazāk sprādzienbīstamais astoņogēns tiek veiksmīgi izmantots militārajās lietās un ģeoloģijā, urbjot akas.
7. Radioaktīvākā viela
Polonijs-210 ir polonija izotops, kas dabā neeksistē, bet ko ražo cilvēki. Izmanto, lai radītu miniatūrus, bet tajā pašā laikā ļoti jaudīgus enerģijas avotus. Tam ir ļoti īss pussabrukšanas periods, un tāpēc tas var izraisīt smagu staru slimību.
8. Smagākā viela
Tas, protams, ir fullerīts. Tā cietība ir gandrīz 2 reizes augstāka nekā dabiskajiem dimantiem. Vairāk par fullerītu varat lasīt mūsu rakstā Cietākie materiāli pasaulē.
9. Spēcīgākais magnēts
Spēcīgākais magnēts pasaulē ir izgatavots no dzelzs un slāpekļa. Šobrīd plašākai sabiedrībai sīkāka informācija par šo vielu nav pieejama, taču jau tagad zināms, ka jaunais supermagnēts ir par 18% jaudīgāks nekā šobrīd lietotie spēcīgākie magnēti – neodīms. Neodīma magnēti ir izgatavoti no neodīma, dzelzs un bora.
10. Šķidruma viela
Superfluid Helium II gandrīz nav viskozitātes temperatūrā, kas ir tuvu absolūtai nullei. Šī īpašība ir saistīta ar tās unikālo īpašību noplūst un izliet no trauka, kas izgatavots no jebkura cieta materiāla. Hēliju II var izmantot kā ideālu siltumvadītāju, kurā siltums neizkliedējas.