Spomedzi látok sa vždy snažia vyčleniť tie, ktoré majú najextrémnejší stupeň určitej vlastnosti. Ľudí vždy priťahovali najtvrdšie materiály, najľahšie alebo najťažšie, ľahké a žiaruvzdorné. Vymysleli sme koncept ideálneho plynu a ideálneho čierneho telesa a potom sme sa pokúsili nájsť prírodné analógy čo najbližšie k týmto modelom. Vďaka tomu sa človeku podarilo nájsť alebo vytvoriť úžasné látky.
1. Najčiernejšia látka
Táto látka je schopná absorbovať až 99,9% svetla, takmer dokonalé čierne teleso. Získal sa zo špeciálne spojených vrstiev uhlíkových nanorúrok. Povrch výsledného materiálu je drsný a prakticky neodráža svetlo. Oblasti použitia takejto látky sú obrovské – od supravodivých systémov až po zlepšovanie vlastností optických systémov. Napríklad použitím takéhoto materiálu by bolo možné zlepšiť kvalitu ďalekohľadov a výrazne zvýšiť účinnosť solárnych panelov.
2. Najhorľavejšia látka
Len málo ľudí nepočulo o napalme. Ale to je len jeden zo zástupcov triedy silne horľavých látok. Patrí medzi ne polystyrén a najmä fluorid chlór. Toto silné oxidačné činidlo dokáže zapáliť dokonca aj sklo a prudko reaguje s takmer všetkými anorganickými a organickými zlúčeninami. Sú známe prípady, keď vyliata tona fluoridu chlóru v dôsledku požiaru vpálila 30 centimetrov hlboko do betónového povrchu areálu a ďalší meter štrkopieskového vankúša. Existovali pokusy použiť látku ako chemickú bojovú látku alebo raketové palivo, ale pre príliš veľké nebezpečenstvo sa od nich upustilo.
3. Jedovatá látka
Najsilnejší jed na zemi je zároveň jednou z najobľúbenejších kozmetických prípravkov. Hovoríme o botulotoxínoch, používaných v kozmeteológii pod názvom Botox. Táto látka je odpadovým produktom baktérie Clostridium botulinum a má spomedzi bielkovín najvyššiu molekulovú hmotnosť. To určuje jeho vlastnosti ako najsilnejšej toxickej látky. 0,00002 mg/min/l sušiny stačí na to, aby sa postihnuté miesto stalo pre človeka smrteľným na 12 hodín. Okrem toho sa táto látka dokonale vstrebáva zo slizníc a spôsobuje vážne neurologické príznaky.
4. Najhorúcejšia látka
V hlbinách hviezd horia jadrové ohne, ktoré dosahujú nepredstaviteľné teploty. Ale človeku sa podarilo priblížiť k týmto číslam a získať kvark-gluónovú „polievku“. Táto látka má teplotu 4 bilióny stupňov Celzia, čo je 250-tisíckrát viac ako Slnko. Získal sa zrážkou atómov zlata takmer rýchlosťou svetla, v dôsledku čoho došlo k roztaveniu neutrónov a protónov. Pravda, táto látka existovala len bilióntinu jednej bilióntiny sekundy a zaberala jednu bilióntinu centimetra.
V tejto nominácii je rekordérom kyselina fluorid-antimónová. Je 21019-krát žieravejšia ako kyselina sírová, po pridaní vody je schopná roztaviť sklo a explodovať. Okrem toho uvoľňuje smrteľne toxické výpary.
6. Najvýbušnejšia látka
HMX je najsilnejšia výbušnina a je odolná aj voči vysokým teplotám. To je to, čo ho robí nepostrádateľným vo vojenských záležitostiach - na vytváranie tvarovaných náloží, plastov, silných výbušnín a náplní do rozbušiek jadrových náloží. HMX sa používa aj na mierové účely, napríklad pri vŕtaní vysokoteplotných plynových a ropných vrtov a tiež ako súčasť tuhého raketového paliva. HMX má tiež analóg, heptanitrocuban, ktorý má ešte väčšiu výbušnú silu, ale je tiež drahší, a preto sa používa viac v laboratórnych podmienkach.
7. Najviac rádioaktívna látka
Táto látka nemá v prírode stabilné izotopy, no vytvára obrovské množstvo rádioaktívneho žiarenia. Jeden z izotopov, polónium-210, sa používa na vytvorenie veľmi ľahkých, kompaktných a zároveň výkonných zdrojov neutrónov. Okrem toho v zliatinách s určitými kovmi sa polónium používa na vytváranie zdrojov tepla pre jadrové elektrárne, najmä takéto zariadenia sa používajú vo vesmíre. Navyše, vzhľadom na krátky polčas rozpadu tohto izotopu ide o vysoko toxickú látku, ktorá môže spôsobiť ťažkú chorobu z ožiarenia.
8. Najťažšia látka
V roku 2005 skonštruovali nemeckí vedci látku vo forme diamantovej nanorúdy. Ide o kolekciu diamantov v nanoúrovni. Takáto látka má najnižší stupeň kompresie a najvyššiu špecifickú hustotu, akú ľudstvo pozná. Okrem toho bude mať povlak vyrobený z takéhoto materiálu obrovskú odolnosť proti opotrebovaniu.
9. Najsilnejšia magnetická látka
Ďalší výtvor špecialistov z laboratórií. Získala sa na báze železa a dusíka v roku 2010. Podrobnosti sú zatiaľ utajené, keďže predchádzajúcu látku z roku 1996 nebolo možné znova reprodukovať. Je však už známe, že držiteľ rekordu má o 18% silnejšie magnetické vlastnosti ako najbližší analóg. Ak bude táto látka dostupná v priemyselnom meradle, potom môžeme očakávať vznik výkonných elektromagnetických motorov.
10. Najsilnejšia supratekutosť
Hélium II má vysokú tepelnú vodivosť a úplnú absenciu viskozity pri extrémne nízkych teplotách, to znamená, že vykazuje vlastnosť supratekutosti. Je schopný presakovať cez pevné materiály a samovoľne vytekať z akejkoľvek nádoby. Táto látka sa môže stať ideálnym tepelným vodičom, v ktorom sa teplo pohybuje skôr ako vlna a nerozptyľuje sa.
Používané: Mimo mesta
Tento základný zoznam desiatich prvkov je z hľadiska hustoty na kubický centimeter najťažší. Všimnite si však, že hustota nie je hmotnosť, ale jednoducho meria, ako tesne je hmotnosť objektu.
Teraz, keď sme to pochopili, poďme sa pozrieť na tie najťažšie v celom známom vesmíre.
10. Tantal
Hustota na 1 cm³ - 16,67 g
Atómové číslo tantalu je 73. Tento modrošedý kov je veľmi tvrdý a má tiež super vysoký bod topenia.
9. Urán 
Hustota na 1 cm³ - 19,05 g
Kov, ktorý v roku 1789 objavil nemecký chemik Martin H. Klaprot, sa stal skutočným uránom až takmer o sto rokov neskôr, v roku 1841, vďaka francúzskemu chemikovi Eugenovi Melchiorovi Peligotovi.
8. Volfrám (Wolframium) 
Hustota na 1 cm³ - 19,26 g
Volfrám existuje v štyroch rôznych mineráloch a je tiež najťažší zo všetkých prvkov a hrá dôležitú biologickú úlohu.
7. Zlato (Aurum) 
Hustota na 1 cm³ - 19,29 g
Hovorí sa, že peniaze nerastú na stromoch, ale to isté sa nedá povedať o zlate! Na listoch eukalyptov sa našli malé stopy zlata.
6. Plutónium 
Hustota na 1 cm³ - 20,26 g
Plutónium vykazuje vo vodnom roztoku farebný oxidačný stav a môže tiež spontánne meniť oxidačný stav a farbu! Toto je skutočný chameleón medzi živlami.
5. Neptúnium 
Hustota na 1 cm³ - 20,47 g
Pomenovaný po planéte Neptún, objavil ho profesor Edwin McMillan v roku 1940. Stal sa tiež prvým objaveným syntetickým transuránovým prvkom z rodiny aktinidov.
4. Rhenium 
Hustota na 1 cm³ - 21,01 g
Názov tohto chemického prvku pochádza z latinského slova „Rhenus“, čo znamená „Rýn“. Objavil ho Walter Noddack v Nemecku v roku 1925.
3. Platina 
Hustota na 1 cm³ - 21,45 g
Jeden z najvzácnejších kovov na tomto zozname (spolu so zlatom) a používa sa na výrobu takmer všetkého. Zvláštnym faktom je, že všetka vyťažená platina (každý posledný kúsok) sa zmestí do priemerne veľkej obývačky! Vlastne nie veľa. (Skús tam dať všetko zlato.)
2. Irídium
Hustota na 1 cm³ - 22,56 g
Irídium objavil v Londýne v roku 1803 anglický chemik Smithson Tennant spolu s osmiom: prvky prítomné v prírodnej platine ako nečistoty. Áno, irídium bolo objavené čisto náhodou.
1. Osmium
Hustota na 1 cm³ - 22,59 g
Nie je nič ťažšie (na kubický centimeter) ako osmium. Názov tohto prvku pochádza zo starogréckeho slova "osme", čo znamená "vôňa", pretože chemické reakcie jeho rozpustenia v kyseline alebo vode sú sprevádzané nepríjemným, pretrvávajúcim zápachom.
Osmium je v súčasnosti definované ako najťažšia látka na planéte. Len jeden kubický centimeter tejto látky váži 22,6 gramov. Objavil ho v roku 1804 anglický chemik Smithson Tennant, keď sa zlato rozpustilo v skúmavke, zostala tam zrazenina. Stalo sa to kvôli zvláštnosti osmia; je nerozpustné v zásadách a kyselinách.
Najťažší prvok na planéte
Je to modro-biely kovový prášok. V prírode sa vyskytuje v siedmich izotopoch, z ktorých šesť je stabilných a jeden je nestabilný. Je o niečo hustejší ako irídium, ktoré má hustotu 22,4 gramov na centimeter kubický. Z doteraz objavených materiálov je najťažšou látkou na svete osmium.
Patrí do skupiny lantánu, ytria, skandia a iných lantanoidov.
Drahšie ako zlato a diamanty
Vyťaží sa ho veľmi málo, ročne okolo desaťtisíc kilogramov. Aj najväčší zdroj osmia, ložisko Džezkazgan, obsahuje asi tri desaťmilióntiny. Trhová hodnota vzácneho kovu vo svete dosahuje približne 200-tisíc dolárov za gram. Okrem toho maximálna čistota prvku počas procesu čistenia je asi sedemdesiat percent.
Ruským laboratóriám sa síce podarilo získať rýdzosť 90,4 percenta, množstvo kovu však nepresiahlo niekoľko miligramov.
Hustota hmoty mimo planéty Zem
Osmium je nepochybne lídrom medzi najťažšími prvkami na našej planéte. Ak však otočíme svoj pohľad do priestoru, naša pozornosť odhalí mnohé látky ťažšie ako náš „kráľ“ ťažkých prvkov.
Faktom je, že vo vesmíre sú trochu iné podmienky ako na Zemi. Gravitácia série je taká veľká, že látka neuveriteľne hustne.
Ak vezmeme do úvahy štruktúru atómu, zistíme, že vzdialenosti v medziatómovom svete trochu pripomínajú priestor, ktorý vidíme. Kde sú planéty, hviezdy a iné v dosť veľkej vzdialenosti. Zvyšok zaberá prázdnota. Presne takúto štruktúru majú atómy a so silnou gravitáciou sa táto vzdialenosť dosť výrazne zmenšuje. Až po „vtlačenie“ niektorých elementárnych častíc do iných.
Neutrónové hviezdy sú superhusté vesmírne objekty
Pri hľadaní mimo našej Zeme možno nájdeme najťažšiu hmotu vo vesmíre v neutrónových hviezdach.
Ide o celkom unikátnych obyvateľov vesmíru, jeden z možných typov hviezdneho vývoja. Priemer takýchto objektov sa pohybuje od 10 do 200 kilometrov, pričom hmotnosť sa rovná nášmu Slnku alebo 2-3 krát viac.
Toto kozmické teleso pozostáva hlavne z neutrónového jadra, ktoré pozostáva z prúdiacich neutrónov. Hoci by podľa niektorých vedcov mala byť v pevnom stave, spoľahlivé informácie dnes neexistujú. Je však známe, že práve neutrónové hviezdy sa po dosiahnutí limitu kompresie následne premenia na kolosálne uvoľnenie energie rádovo 10 43 -10 45 joulov.
Hustota takejto hviezdy je porovnateľná napríklad s hmotnosťou Mount Everestu umiestneného v zápalkovej škatuľke. Ide o stovky miliárd ton v jednom kubickom milimetri. Napríklad, aby bolo jasnejšie, aká vysoká je hustota hmoty, zoberme si našu planétu s hmotnosťou 5,9 × 1024 kg a „premeníme“ ju na neutrónovú hviezdu.
V dôsledku toho, aby sa vyrovnala hustote neutrónovej hviezdy, musí sa zmenšiť na veľkosť obyčajného jablka s priemerom 7-10 centimetrov. Hustota jedinečných hviezdnych objektov sa zvyšuje, keď sa pohybujete smerom k stredu.
Vrstvy a hustota hmoty
Vonkajšia vrstva hviezdy je reprezentovaná vo forme magnetosféry. Priamo pod ním už hustota látky dosahuje približne jednu tonu na centimeter kubický. Vzhľadom na naše znalosti o Zemi ide v súčasnosti o najťažšiu látku z objavených prvkov. Neponáhľajte sa však so závermi.
Pokračujme vo výskume jedinečných hviezd. Nazývajú sa aj pulzary kvôli vysokej rýchlosti rotácie okolo svojej osi. Tento indikátor pre rôzne objekty sa pohybuje od niekoľkých desiatok až po stovky otáčok za sekundu.
Pokračujme ďalej v štúdiu superhustých kozmických telies. Potom nasleduje vrstva, ktorá má vlastnosti kovu, ale je pravdepodobne podobná v správaní a štruktúre. Kryštály sú oveľa menšie ako vidíme v kryštálovej mriežke pozemských látok. Ak chcete vytvoriť rad kryštálov s priemerom 1 cm, budete musieť rozložiť viac ako 10 miliárd prvkov. Hustota v tejto vrstve je miliónkrát vyššia ako vo vonkajšej vrstve. Toto nie je najťažší materiál hviezdy. Nasleduje vrstva bohatá na neutróny, ktorej hustota je tisíckrát vyššia ako predchádzajúca.
Jadro neutrónovej hviezdy a jeho hustota
Nižšie je jadro, tu dosahuje hustota svoje maximum - dvakrát vyššia ako nadložná vrstva. Látka jadra nebeského telesa pozostáva zo všetkých fyzikálnych známych častíc. Týmto sme sa dostali na koniec cesty do jadra hviezdy pri hľadaní najťažšej látky vo vesmíre.
Zdá sa, že misia pri hľadaní látok, ktoré majú vo vesmíre unikátnu hustotu, je splnená. Ale vesmír je plný záhad a neobjavených javov, hviezd, faktov a vzorcov.
Čierne diery vo vesmíre
Mali by ste venovať pozornosť tomu, čo je už dnes otvorené. Toto sú čierne diery. Možno tieto záhadné objekty môžu byť kandidátmi na to, že ich súčasťou je najťažšia hmota vo vesmíre. Všimnite si, že gravitácia čiernych dier je taká silná, že svetlo nemôže uniknúť.
Podľa vedcov hmota vtiahnutá do časopriestorovej oblasti tak zhustne, že medzi elementárnymi časticami nezostane priestor.
Bohužiaľ, za horizontom udalostí (takzvanou hranicou, kde svetlo a akýkoľvek objekt pod vplyvom gravitácie nemôže opustiť čiernu dieru) nasledujú naše dohady a nepriame predpoklady založené na emisii prúdov častíc.
Množstvo vedcov naznačuje, že priestor a čas sa miešajú za horizontom udalostí. Existuje názor, že môžu byť „prechodom“ do iného vesmíru. Možno je to pravda, aj keď je dosť možné, že za týmito hranicami sa otvára ďalší priestor s úplne novými zákonmi. Oblasť, kde si čas vymieňa „miesto“ s priestorom. Umiestnenie budúcnosti a minulosti je určené jednoducho výberom nasledovania. Rovnako ako naša voľba ísť doprava alebo doľava.
Je potenciálne možné, že vo vesmíre existujú civilizácie, ktoré zvládli cestovanie v čase cez čierne diery. Možno v budúcnosti ľudia z planéty Zem objavia tajomstvo cestovania v čase.
Svet okolo nás je stále opradený mnohými záhadami, no ani javy a látky, ktoré vedcov poznajú už dávno, neprestanú udivovať a tešiť. Obdivujeme žiarivé farby, užívame si chute a využívame vlastnosti všetkých druhov látok, vďaka ktorým je náš život pohodlnejší, bezpečnejší a príjemnejší. Pri hľadaní najspoľahlivejších a najpevnejších materiálov človek urobil mnoho vzrušujúcich objavov a tu je výber len 25 takýchto jedinečných zlúčenín!
25. Diamanty
Ak nie každý, tak to určite pozná takmer každý. Diamanty nie sú len jedny z najuznávanejších drahokamy, ale aj jeden z najtvrdších minerálov na Zemi. Na Mohsovej stupnici (stupnica tvrdosti, ktorá hodnotí reakciu minerálu na poškriabanie) je diamant uvedený v riadku 10. Celkovo je na stupnici 10 pozícií a 10. je posledný a najťažší stupeň. Diamanty sú také tvrdé, že ich môžu poškriabať iba iné diamanty.
24. Záchytné siete pavúkov druhu Caerostris darwini
Foto: pixabay
Je ťažké tomu uveriť, ale sieť pavúka Caerostris darwini (alebo Darwinovho pavúka) je pevnejšia ako oceľ a tvrdšia ako Kevlar. Táto pavučina bola uznaná za najtvrdší biologický materiál na svete, aj keď už má potenciálneho konkurenta, ale údaje ešte neboli potvrdené. Pavúčie vlákno bolo testované na také vlastnosti, ako je medza pretrhnutia, rázová húževnatosť, pevnosť v ťahu a Youngov modul (vlastnosť materiálu odolávať rozťahovaniu a stláčaniu počas elastickej deformácie), a pre všetky tieto ukazovatele sa pavučina osvedčila. najúžasnejším spôsobom. Darwinova pavučina je navyše neuveriteľne ľahká. Ak napríklad našu planétu obalíme vláknom Caerostris darwini, hmotnosť takejto dlhej nite bude len 500 gramov. Takéto dlhé siete neexistujú, ale teoretické výpočty sú jednoducho úžasné!
23. Aerografit
Foto: BrokenSphere
Táto syntetická pena je jedným z najľahších vláknitých materiálov na svete a pozostáva zo siete uhlíkových trubíc s priemerom len niekoľkých mikrónov. Aerographit je 75-krát ľahší ako pena, no zároveň oveľa pevnejší a pružnejší. Dá sa stlačiť na 30-násobok pôvodnej veľkosti bez toho, aby došlo k poškodeniu jeho extrémne elastickej štruktúry. Vďaka tejto vlastnosti dokáže airgrafitová pena vydržať zaťaženie až 40 000-násobok vlastnej hmotnosti.
22. Paládiové kovové sklo
Foto: pixabay
Tím vedcov z Kalifornského technologického inštitútu (Berkeley Lab) vyvinul nový typ kovového skla, ktoré spája takmer ideálnu kombináciu pevnosti a ťažnosti. Dôvod jedinečnosti nového materiálu spočíva v tom, že jeho chemická štruktúra úspešne skrýva krehkosť existujúcich sklovitých materiálov a zároveň si zachováva vysoký prah odolnosti, čo v konečnom dôsledku výrazne zvyšuje únavovú pevnosť tejto syntetickej štruktúry.
21. Karbid volfrámu
Foto: pixabay
Karbid volfrámu je neuveriteľne tvrdý materiál, ktorý je vysoko odolný voči opotrebovaniu. Za určitých podmienok je toto spojenie považované za veľmi krehké, no pri veľkom zaťažení vykazuje jedinečné plastické vlastnosti, prejavujúce sa vo forme klzných pásov. Vďaka všetkým týmto vlastnostiam sa karbid volfrámu používa pri výrobe hrotov na prepichovanie panciera a rôznych zariadení, vrátane všetkých druhov fréz, brúsnych kotúčov, vrtákov, fréz, vrtákov a iných rezných nástrojov.
20. Karbid kremíka
Foto: Tiia Monto
Karbid kremíka je jedným z hlavných materiálov používaných na výrobu bojových tankov. Táto zlúčenina je známa svojou nízkou cenou, vynikajúcou žiaruvzdornosťou a vysokou tvrdosťou, a preto sa často používa pri výrobe zariadení alebo ozubených kolies, ktoré musia odrážať strely, rezať alebo brúsiť iné odolné materiály. Karbid kremíka vytvára vynikajúce brúsivá, polovodiče a dokonca aj vložky Šperky imitujúce diamanty.
19. Kubický nitrid bóru
Foto: wikimedia commons
Kubický nitrid bóru je supertvrdý materiál, ktorý má podobnú tvrdosť ako diamant, ale má aj množstvo charakteristických výhod – vysokú teplotnú stabilitu a chemickú odolnosť. Kubický nitrid bóru sa nerozpúšťa v železe a nikle ani pri vystavení vysokým teplotám, zatiaľ čo diamant za rovnakých podmienok vstupuje do chemických reakcií pomerne rýchlo. To je skutočne výhodné pre jeho použitie v priemyselných brúsnych nástrojoch.
18. Polyetylén s ultra vysokou molekulovou hmotnosťou (UHMWPE), značka vlákna Dyneema
Foto: Justsail
Vysokomodulový polyetylén má extrémne vysokú odolnosť proti opotrebovaniu, nízky koeficient trenia a vysokú lomovú húževnatosť (spoľahlivosť pri nízkych teplotách). Dnes sa považuje za najsilnejšiu vláknitú látku na svete. Najúžasnejšie na tomto polyetyléne je, že je ľahší ako voda a zároveň dokáže zastaviť guľky! Káble a laná vyrobené z vlákien Dyneema neklesajú vo vode, nevyžadujú mazanie a za mokra nemenia svoje vlastnosti, čo je pre stavbu lodí veľmi dôležité.
17. Zliatiny titánu
Foto: Alchemist-hp (pse-mendelejew.de)
Zliatiny titánu sú neuveriteľne húževnaté a pri naťahovaní vykazujú úžasnú pevnosť. Okrem toho majú vysokú tepelnú odolnosť a odolnosť proti korózii, vďaka čomu sú mimoriadne užitočné v oblastiach, ako je výroba lietadiel, raketová technika, stavba lodí, chemické, potravinárske a dopravné inžinierstvo.
16. Zliatina tekutých kovov
Foto: pixabay
Tento materiál, vyvinutý v roku 2003 na Kalifornskom technologickom inštitúte, je známy svojou pevnosťou a odolnosťou. Názov zlúčeniny znamená niečo krehké a tekuté, ale pri izbovej teplote je v skutočnosti extrémne tvrdá, odolná voči opotrebovaniu, odolná voči korózii a pri zahrievaní sa transformuje ako termoplasty. Hlavnými oblasťami použitia je zatiaľ výroba hodiniek, golfových palíc a krytov na mobilné telefóny (Vertu, iPhone).
15. Nanocelulóza
Foto: pixabay
Nanocelulóza je izolovaná z drevených vlákien a je to nový typ dreveného materiálu, ktorý je ešte pevnejší ako oceľ! Okrem toho je nanocelulóza aj lacnejšia. Inovácia má veľký potenciál a v budúcnosti by mohla vážne konkurovať skleneným a uhlíkovým vláknam. Vývojári veria, že tento materiál bude čoskoro veľmi žiadaný pri výrobe vojenských brnení, superflexibilných obrazoviek, filtrov, flexibilných batérií, absorpčných aerogélov a biopalív.
14. Zuby lipnicovitých slimákov
Foto: pixabay
Predtým sme vám už povedali o záchytnej sieti Darwinových pavúkov, ktorá bola kedysi uznávaná ako najsilnejší biologický materiál na planéte. Nedávna štúdia však ukázala, že lipkavec je najodolnejšia biologická látka, ktorú veda pozná. Áno, tieto zuby sú silnejšie ako sieť Caerostis darwini. A to nie je prekvapujúce, pretože drobné morské živočíchy sa živia riasami rastúcimi na povrchu drsných skál, a aby tieto zvieratá oddelili potravu od kameňa, musia tvrdo pracovať. Vedci veria, že v budúcnosti budeme môcť využiť príklad vláknitej štruktúry zubov morských lipňov v strojárskom priemysle a začať stavať autá, člny a dokonca aj vysokopevnostné lietadlá, inšpirované príkladom jednoduchých slimákov.
13. Maražová oceľ
Foto: pixabay
Maraging oceľ je vysoko pevná, vysokolegovaná zliatina s vynikajúcou ťažnosťou a húževnatosťou. Materiál je široko používaný v raketovej vede a používa sa na výrobu všetkých druhov nástrojov.
12. Osmium
Foto: Periodictableru / www.periodictable.ru
Osmium je neuveriteľne hustý prvok a jeho tvrdosť a vysoká teplota topenia sťažujú obrábanie. Preto sa osmium používa tam, kde sa najviac cení odolnosť a pevnosť. Osmiové zliatiny sa nachádzajú v elektrických kontaktoch, raketovej technike, vojenských projektiloch, chirurgických implantátoch a mnohých ďalších aplikáciách.
11. Kevlar
Foto: wikimedia commons
Kevlar je vysokopevnostné vlákno, ktoré možno nájsť v pneumatikách automobilov, brzdových doštičkách, lankách, protetických a ortopedických výrobkoch, nepriestrelných vesty, ochranných odevných látkach, stavbe lodí a častiach bezpilotných lietadiel. Materiál sa stal takmer synonymom pevnosti a je to typ plastu s neuveriteľne vysokou pevnosťou a elasticitou. Pevnosť kevlaru v ťahu je 8-krát vyššia ako pevnosť oceľového drôtu a začína sa topiť pri teplote 450 ℃.
10. Vysokohustotný polyetylén s ultra vysokou molekulovou hmotnosťou, značka vlákna Spectra
Foto: Tomas Castelazo, www.tomascastelazo.com / Wikimedia Commons
UHMWPE je v podstate veľmi odolný plast. Spectra, značka UHMWPE, je zase ľahké vlákno s najvyššou odolnosťou proti opotrebeniu, v tomto ukazovateli 10-krát lepšie ako oceľ. Rovnako ako Kevlar, aj Spectra sa používa pri výrobe nepriestrelných zbraní a ochranných prílb. Spolu s UHMWPE je značka Dynimo Spectrum populárna v lodiarskom a dopravnom priemysle.
9. Grafén
Foto: pixabay
Grafén je alotrop uhlíka a jeho kryštálová mriežka s hrúbkou len jedného atómu je taká pevná, že je 200-krát tvrdšia ako oceľ. Grafén vyzerá ako lepiaca fólia, no roztrhnúť ho je takmer nemožná úloha. Ak chcete prepichnúť grafénový list, musíte do neho zapichnúť ceruzku, na ktorej budete musieť vyvážiť náklad, ktorý váži celý školský autobus. Veľa štastia!
8. Papier z uhlíkových nanorúrok
Foto: pixabay
Vďaka nanotechnológii sa vedcom podarilo vyrobiť papier, ktorý je 50-tisíckrát tenší ako ľudský vlas. Plátky uhlíkových nanorúriek sú 10-krát ľahšie ako oceľ, ale najúžasnejšie je, že sú až 500-krát pevnejšie ako oceľ! Makroskopické nanorúrkové platne sú najsľubnejšie na výrobu superkondenzátorových elektród.
7. Kovová mikromriežka
Foto: pixabay
Toto je najľahší kov na svete! Kovová mikromriežka je syntetický porézny materiál, ktorý je 100-krát ľahší ako pena. Ale nenechajte sa zmiasť jeho vzhľadom, tieto mikromriežky sú tiež neuveriteľne odolné, čo im dáva veľký potenciál na použitie vo všetkých druhoch inžinierskych aplikácií. Dajú sa z nich vyrobiť vynikajúce tlmiče nárazov a tepelné izolanty a úžasná schopnosť kovu zmršťovať sa a vracať sa do pôvodného stavu umožňuje jeho využitie na skladovanie energie. Kovové mikromriežky sa aktívne používajú aj pri výrobe rôznych dielov pre lietadlá americkej spoločnosti Boeing.
6. Uhlíkové nanorúrky
Foto: Používateľ Mstroeck / en.wikipedia
O ultrapevných makroskopických platniach vyrobených z uhlíkových nanorúriek sme už hovorili vyššie. Ale čo je to za materiál? V podstate ide o grafénové roviny zvinuté do trubice (9. bod). Výsledkom je neuveriteľne ľahký, odolný a odolný materiál so širokou škálou aplikácií.
5. Airbrush
Foto: wikimedia commons
Tiež známy ako grafénový aerogél, tento materiál je extrémne ľahký a zároveň pevný. Nový typ gélu úplne nahrádza kvapalnú fázu plynnou fázou a vyznačuje sa senzačnou tvrdosťou, tepelnou odolnosťou, nízkou hustotou a nízkou tepelnou vodivosťou. Je neuveriteľné, že grafénový aerogél je 7-krát ľahší ako vzduch! Jedinečná zmes je schopná obnoviť svoj pôvodný tvar aj po 90% stlačení a dokáže absorbovať množstvo oleja, ktoré je 900-násobkom hmotnosti airgrafénu použitého na absorpciu. Možno v budúcnosti táto trieda materiálov pomôže v boji proti ekologickým katastrofám, ako sú úniky ropy.
4. Materiál bez názvu, vyvinutý Massachusetts Institute of Technology (MIT)
Foto: pixabay
Keď toto čítate, tím vedcov z MIT pracuje na zlepšení vlastností grafénu. Vedci uviedli, že sa im už podarilo previesť dvojrozmernú štruktúru tohto materiálu na trojrozmernú. Nová grafénová látka ešte nedostala svoje meno, ale už je známe, že jej hustota je 20-krát menšia ako hustota ocele a jej pevnosť je 10-krát vyššia ako u ocele.
3. Carbin
Foto: Smokefoot
Aj keď sú to len lineárne reťazce uhlíkových atómov, karbín má 2-krát väčšiu pevnosť v ťahu ako grafén a je 3-krát tvrdší ako diamant!
2. Modifikácia wurtzitu nitrid bóru
Foto: pixabay
Táto novoobjavená prírodná látka vzniká pri sopečných erupciách a je o 18 % tvrdšia ako diamanty. Pred diamantmi však prevyšuje množstvo ďalších parametrov. Wurtzit nitrid bóru je jednou z iba 2 prírodných látok na Zemi, ktorá je tvrdšia ako diamant. Problémom je, že takýchto nitridov je v prírode veľmi málo, a preto nie je ľahké ich študovať ani aplikovať v praxi.
1. Lonsdaleite
Foto: pixabay
Lonsdaleit, tiež známy ako šesťuholníkový diamant, pozostáva z atómov uhlíka, ale v tejto modifikácii sú atómy usporiadané trochu inak. Rovnako ako wurtzit nitrid bóru, lonsdaleit je prírodná látka, ktorá má vyššiu tvrdosť ako diamant. A tento úžasný minerál Tvrdší ako diamant až o 58%! Rovnako ako wurtzit nitrid bóru, táto zlúčenina je extrémne vzácna. Niekedy lonsdaleit vzniká pri zrážke meteoritov obsahujúcich grafit so Zemou.
Človek sa vždy snažil nájsť materiály, ktoré nenechávajú žiadnu šancu pre jeho konkurentov. Od staroveku vedci hľadali najtvrdšie materiály na svete, najľahšie a najťažšie. Túžba po objavovaní viedla k objavu ideálneho plynu a ideálneho čierneho telesa. Predstavujeme vám tie najúžasnejšie látky na svete.
1. Najčiernejšia látka
Najčiernejšia látka na svete sa nazýva Vantablack a pozostáva zo súboru uhlíkových nanorúrok (pozri uhlík a jeho alotrópy). Jednoducho povedané, materiál pozostáva z nespočetného množstva „vlasov“, do ktorých sa raz zachytí svetlo, ktoré sa odráža z jednej trubice do druhej. Týmto spôsobom sa absorbuje asi 99,965% svetelného toku a len malá časť sa odrazí späť von.
Objav Vantablacku otvára široké možnosti využitia tohto materiálu v astronómii, elektronike a optike.
2. Najhorľavejšia látka
Fluorid chloričitý je najhorľavejšia látka, akú kedy ľudstvo poznalo. Je to silné oxidačné činidlo a reaguje takmer so všetkými chemickými prvkami. Fluorid chlóru môže spáliť betón a ľahko zapáliť sklo! Použitie fluoridu chloričitého je prakticky nemožné pre jeho fenomenálnu horľavosť a nemožnosť zabezpečiť bezpečné používanie.
3. Najjedovatejšia látka
Najsilnejším jedom je botulotoxín. Poznáme ho pod názvom Botox, ako sa mu hovorí v kozmeteológii, kde našiel svoje hlavné uplatnenie. Botulotoxín je chemická látka produkovaná baktériou Clostridium botulinum. Okrem toho, že botulotoxín je najtoxickejšia látka, má spomedzi proteínov aj najväčšiu molekulovú hmotnosť. O fenomenálnej toxicite látky svedčí fakt, že len 0,00002 mg min/l botulotoxínu stačí na to, aby bolo postihnuté miesto pre človeka smrteľné na pol dňa.
4. Najhorúcejšia látka
Ide o takzvanú kvark-gluónovú plazmu. Látka vznikla zrážkou atómov zlata rýchlosťou blízkou svetla. Kvarkovo-gluónová plazma má teplotu 4 bilióny stupňov Celzia. Pre porovnanie, toto číslo je 250 000-krát vyššie ako teplota Slnka! Žiaľ, životnosť hmoty je obmedzená na bilióntinu jednej bilióntiny sekundy.
5. Najviac žieravá kyselina
V tejto nominácii je šampiónom kyselina fluorid-antimónová H. Kyselina fluorid-antimónová je 2×10 16 (dvesto kvintiliónov) krát žieravejšia ako kyselina sírová. Je to veľmi aktívna látka a po pridaní malého množstva vody môže explodovať. Výpary tejto kyseliny sú smrteľne jedovaté.
6. Najvýbušnejšia látka
Najvýbušnejšou látkou je heptanitrokubán. Je veľmi drahý a používa sa len na vedecký výskum. O niečo menej výbušný oktogén sa však úspešne používa vo vojenských záležitostiach a v geológii pri vŕtaní studní.
7. Najviac rádioaktívna látka
Polónium-210 je izotop polónia, ktorý sa v prírode nevyskytuje, no vyrábajú ho ľudia. Používa sa na vytváranie miniatúrnych, ale zároveň veľmi výkonných zdrojov energie. Má veľmi krátky polčas rozpadu, a preto je schopný spôsobiť ťažkú chorobu z ožiarenia.
8. Najťažšia látka
Toto je, samozrejme, fullerita. Jeho tvrdosť je takmer 2-krát vyššia ako u prírodných diamantov. Viac o fullerite si môžete prečítať v našom článku Najtvrdšie materiály na svete.
9. Najsilnejší magnet
Najsilnejší magnet na svete je vyrobený zo železa a dusíka. V súčasnosti nie sú detaily o tejto látke dostupné širokej verejnosti, no už teraz je známe, že nový supermagnet je o 18 % výkonnejší ako najsilnejšie magnety, ktoré sa v súčasnosti používajú – neodým. Neodymové magnety sú vyrobené z neodýmu, železa a bóru.
10. Najtekutejšia látka
Superfluid Helium II nemá takmer žiadnu viskozitu pri teplotách blízkych absolútnej nule. Táto vlastnosť je spôsobená jeho jedinečnou vlastnosťou presakovať a vylievať sa z nádoby vyrobenej z akéhokoľvek pevného materiálu. Hélium II má perspektívu využitia ako ideálny tepelný vodič, v ktorom sa teplo nerozptyľuje.