Серед речовин завжди намагаються виділити ті, які мають крайній ступінь певної властивості. Людей завжди приваблювали найтвердіші матеріали, найлегші чи важкі, легко та тугоплавкі. Ми винайшли поняття ідеального газу та ідеально чорного тіла, а потім намагалися знайти максимально наближені до цих моделей природні аналоги. В результаті людині вдалося знайти чи створити дивовижні речовини.
1. Найчорніша речовина
Ця речовина здатна поглинати до 99,9% світла, практично ідеальне чорне тіло. Його отримали з особливо з'єднаних шарів вуглецевих нанотрубок. Поверхня отриманого матеріалу шорстка і мало відбиває світло. Області застосування для такої речовини великі – від суперпровідникових систем до покращення властивостей оптичних систем. Наприклад, за рахунок застосування подібного матеріалу вдалося підняти якість телескопів і набагато підвищити ефективність сонячних батарей.
2. Найбільш пальне речовина
Мало хто не чув про напалм. Але це лише один із представників класу сильних горючих речовин. До них відноситься і стироф, і особливо трифторид хлору. Цей сильний окислювач може спалахнути навіть скло, бурхливо реагує практично з усіма неорганічними та органічними сполуками. Відомі випадки, коли пролита тонна трифториду хлору внаслідок пожежі пропалила вглиб на 30 сантиметрів бетонне покриття майданчика та ще метрову гравійно-піщану подушку. Були спроби використовувати речовину як бойове отруйне або ракетне паливо, але їх залишили через надто велику небезпеку.
3. Отруйна речовина
Найсильніша отрута на землі є одночасно і одним із найпопулярніших косметичних засобів. Йдеться про ботулотоксини, що в косметології застосовуються під назвою ботокс. Ця речовина є продуктом життєдіяльності бактерій Clostridium botulinum і має найбільшу молекулярну масу серед білків. Саме цим обумовлені його властивості як найсильнішої отруйної речовини. Достатньо 0,00002 мг.мин/л сухої речовини, щоб зробити на 12 годин зону ураження смертельною для людини. Крім того, ця речовина чудово вбирається зі слизових і викликає сильні неврологічні симптоми.
4. Найгарячіша речовина
У глибинах зірок горять ядерні багаття, досягаючи неймовірних температур. Але людині вдалося наблизитись до цих цифр, отримавши кварк-глюонний «суп». Ця речовина має температуру 4 трильйони градусів Цельсія, що у 250 тисяч разів гарячіше за Сонце. Воно отримано при зіткненні майже світлової швидкості атомів золота, у результаті було розплавлено нейтрони і протони. Щоправда, проіснувала ця речовина всього трильйонну одну трильйонну секунду і займала одну трильйонну сантиметра.
У цій номінації рекордсменом стає фторидно-сурм'яна кислота. Вона в 21019 разів більш їдка, ніж сірчана кислота, здатна проплавити скло та вибухнути при додаванні води. До того ж вона виділяє смертельно отруйні випари.
6. Найбільш вибухонебезпечна речовина
Октоген є найсильнішим вибуховим речовиною, до того ж стійким до високих температур. Саме це робить його незамінним у військовій справі – для створення кумулятивних зарядів, пластитів, потужної вибухівки, наповнювачів для запалів ядерних зарядів. Також октоген застосовують і в мирних цілях, наприклад, при бурінні високотемпературних газових і нафтових свердловин, а також як компонент твердого ракетного палива. Є у октогену і аналог гептанітрокубан, який має ще більшу вибухову міць, але й дорожчий, а тому застосовується більше в лабораторних умовах.
7. Найбільш радіоактивна речовина
Ця речовина не має у природі стабільних ізотопів, при цьому генерує величезну кількість радіоактивного випромінювання. Один із ізотопів, «полоній-210», використовується для створення дуже легких, компактних і при цьому найпотужніших нейтронних джерел. Крім того, у сплавах з деякими металами полоній використовують для створення джерел тепла для атомних установок, зокрема подібні пристрої використовують у космосі. При цьому через короткий напіврозпад цього ізотопу він є високотоксичною речовиною, здатною викликати важку променеву хворобу.
8. Найважча речовина
У 2005 році німецькі вчені сконструювали речовину у вигляді алмазного наностержня. Він є набір алмазів в наномасштабі. Така речовина має найменший ступінь стиснення і найбільшу питому щільність із відомих людству. Крім того, покриття з подібного матеріалу матиме величезну зносостійкість.
9. Найсильніша магнітна речовина
Ще одне створення фахівців із лабораторій. Воно було отримано на основі заліза та азоту в 2010 році. Поки деталі тримають у секреті, оскільки попередню речовину в 1996 році не вдалося повторно відтворити. Але вже відомо, що рекордсмен має на 18% сильніші магнітні властивості, ніж найближчий аналог. Якщо ця речовина стане доступною у промислових масштабах, то очікується появи найпотужніших електромагнітних двигунів.
10. Найбільш сильна надплинність
Гелій II має високу термопровідність і повну відсутність в'язкості при екстремально низьких температурах, тобто виявляє властивість надплинності. Він здатний проникати через тверді матеріали, мимоволі виливатися з будь-якого контейнера. Ця речовина може стати ідеальним термопровідником, в якому тепло рухається швидше як хвиля і не розсіюється.
Використана:За містом
Цей базовий список із десяти елементів є "найважчим" за щільністю на один кубічний сантиметр. Однак зверніть увагу, що густина - це не маса, вона просто показує, наскільки щільно упакована маса тіла.
Тепер, коли ми це розуміємо, давайте поглянемо на найважчі у всьому відомому людству всесвіту.
10. Тантал (Tantalum)
Щільність на 1 см ³ - 16,67 г
Атомний номер танталу - 73. Цей синьо-сірий метал дуже твердий, а також має супервисоку температуру плавлення.
9. Уран (Uranium) 
Щільність на 1 см 3 - 19,05 г
Виявлений у 1789 році німецьким хіміком Мартіном Генріхом Клапортом (Martin H. Klaprot), метал став справжнім ураном лише майже через сто років, у 1841 році, завдяки французькому хіміку Ежену Мелькіору Пеліго.
8. Вольфрам (Wolframium) 
Щільність на 1 см 3 - 19,26 г
Вольфрам існує у чотирьох різних мінералах, а також є найважчим з усіх елементів, що відіграють важливу біологічну роль.
7. Золото (Aurum) 
Щільність на 1 см 3 - 19,29 г
Говорять, гроші на деревах не ростуть, чого не скажеш про золото! Невеликі сліди золота виявили на листі евкаліптових дерев.
6. Плутоній (Plutonium) 
Щільність на 1 см ³ - 20,26 г
Плутоній демонструє барвистий стан окиснення у водному розчині, а також може спонтанно змінювати стан окиснення та кольору! Це справжній хамелеон серед елементів.
5. Нептуній (Neptunium) 
Щільність на 1 см ³ - 20,47 г
Названий на честь планети Нептун, його виявили професор Едвін Макміллан (Edwin McMillan) у 1940 році. Він також став першим виявленим синтетичним трансурановим елементом із сімейства актиноїдів.
4. Реній (Rhenium) 
Щільність на 1 см ³ - 21,01 г
Назва цього хімічного елемента походить від латинського слова "Rhenus", що означає "Рейн". Він був виявлений Вальтером Ноддаком (Walter Noddack) у Німеччині 1925 року.
3. Платина (Platinum) 
Щільність на 1 см ³ - 21,45 г
Один із найдорожчих металів у цьому списку (поряд із золотом), і використовується для виготовлення практично всього. Як дивний факт: вся видобута платина (до останньої частки) могла б поміститися у вітальні середнього розміру! Не так багато, насправді. (Спробуйте помістити до неї все золото.)
2. Ірідій (Iridium)
Щільність на 1 см ³ - 22,56 г
Іридій був виявлений у Лондоні в 1803 році англійським хіміком Смітсоном Теннантом (Smithson Tennant) разом з осмієм: елементи були присутні в природній платині як домішки. Так, іридій виявили суто випадково.
1. Осмій (Osmium)
Щільність на 1 см ³ - 22,59 г
Немає нічого більш важкого (на один кубічний сантиметр), ніж осмій. Назва цього елемента походить від давньогрецького слова "osme", що означає "запах", оскільки хімічні реакції його розчинення у кислоті або воді супроводжуються неприємним, стійким запахом.
Осмій на сьогодні визначений як найважча речовина на планеті. Лише один кубічний сантиметр цієї речовини важить 22.6 грама. Він був відкритий в 1804 році англійським хіміком Смітсоном Теннантом, при розчиненні золота в пробірці залишився осад. Це сталося через особливості осмію, він нерозчинний у лугах та кислотах.
Найважчий елемент планети
Являє собою блакитно-білий металевий порошок. У природі зустрічається у вигляді семи ізотопів, шість із них стабільні та один нестійкий. За густиною трохи перевершує іридій, який має щільність 22,4 грама на кубічний сантиметр. З виявлених на сьогодні матеріалів найважча речовина у світі - це осмій.
Він відноситься до групи таких як лантан, ітрій, скандій та інших лантаноїдів.
Дорожче золота та алмазів
Видобує його дуже мало, близько десяти тисяч кілограмів на рік. Навіть у найбільшому джерелі осмію, Джезказганському родовищі, міститься близько трьох десятимільйонних часток. Біржова вартість рідкісного металу у світі сягає близько 200 тисяч доларів за один грам. При цьому максимальна чистота елемента в процесі очищення близько 70%.
Хоча у російських лабораторіях вдалося отримати чистоту 90,4 відсотка, але кількість металу не перевищувала кількох міліграм.
Щільність матерії за межами планети Земля
Осмій, безперечно, є лідером найважчих елементів нашої планети. Але якщо ми звернемо свій погляд у космос, то до нашої уваги відкриється безліч речовин важчих, ніж наш «король» важких елементів.
Справа в тому, що у Всесвіті існують умови дещо інші, ніж на Землі. Гравітація ряду настільки велика, що речовина неймовірно ущільнюється.
Якщо розглянути структуру атома, то виявиться, що відстань у міжатомному світі чимось нагадує видимий нами космос. Де планети, зірки та інші знаходяться на досить великій дистанції. Решта ж займає порожнеча. Саме таку структуру мають атоми, і за сильної гравітації ця дистанція досить сильно зменшується. Аж до «вдавлювання» одних елементарних частинок до інших.
Нейтронні зірки - надщільні об'єкти космосу
У пошуках за межами нашої Землі ми зможемо виявити найважчу речовину в космосі на нейтронних зірках.
Це досить унікальні космічні жителі, один із можливих типів еволюції зірок. Діаметр таких об'єктів становить від 10 до 200 кілометрів, при масі, що дорівнює нашому Сонцю, або в 2-3 рази більше.
Це космічне тіло в основному складається з нейтронної серцевини, яка складається з плинних нейтронів. Хоча, за деякими припущеннями вчених, вона повинна перебувати в твердому стані, достовірної інформації на сьогодні не існує. Однак відомо, що саме нейтронні зірки, досягаючи свого переділу стиску, згодом перетворюються на колосальний викид енергії, близько 10 43 -10 45 джоулів.
Щільність такої зірки можна порівняти, наприклад, з вагою гори Еверест, поміщеної в сірникову коробку. Це сотні мільярдів тонн за один кубічний міліметр. Наприклад, щоб стало зрозуміліше, наскільки велика щільність речовини, візьмемо нашу планету з її масою 5,9×1024 кг і «перетворимо» на нейтронну зірку.
В результаті, щоб зрівнялася із щільністю нейтронної зірки, її потрібно зменшити до розмірів звичайного яблука діаметром 7-10 сантиметрів. Щільність унікальних зоряних об'єктів збільшується із переміщенням до центру.
Шари та щільність речовини
Зовнішній шар зірки є у вигляді магнітосфери. Безпосередньо під нею щільність речовини вже сягає близько однієї тонни на кубічний сантиметр. Враховуючи наші знання про Землю, на даний момент це найважча речовина з виявлених елементів. Але не поспішайте з висновками.
Продовжимо наші дослідження унікальних зірок. Їх називають також пульсарами через високу швидкість обертання навколо своєї осі. Цей показник у різних об'єктів коливається від кількох десятків до сотень обертів на секунду.
Прослідкуємо далі у вивченні надщільних космічних тіл. Потім слідує шар, який має характеристики металу, але, швидше за все, він схожий за поведінкою та структурою. Кристали набагато менше, ніж ми бачимо в кристалічних ґратах Земних речовин. Щоб побудувати лінію із кристалів в 1 сантиметр, знадобиться викласти понад 10 мільярдів елементів. Щільність у цьому шарі в один мільйон разів вища, ніж у зовнішньому. Це не найважча речовина зірки. Далі йде шар, багатий на нейтрони, щільність якого в тисячу разів перевищує попередній.
Ядро нейтронної зірки та її щільність
Нижче знаходиться ядро, саме тут щільність досягає свого максимуму - в два рази вище, ніж шар, що лежить вище. Речовина ядра небесного тіла складається з усіх відомих фізики елементарних частинок. На цьому ми досягли кінця подорожі до ядра зірки у пошуках найважчої речовини у космосі.
Місія у пошуках унікальних за щільністю речовин у Всесвіті, начебто, завершена. Але космос сповнений загадок та невідкритих явищ, зірок, фактів та закономірностей.
Чорні дірки у Всесвіті
Слід звернути увагу, що сьогодні вже відкрито. Це чорні дірки. Можливо, саме ці загадкові об'єкти можуть бути претендентами на те, що найважча речовина у Всесвіті – їхня складова. Зверніть увагу, що гравітація чорних дірок настільки велика, що світло не може залишити її.
За припущеннями вчених, речовина, затягнута область простору часу, ущільнюється настільки, що простору між елементарними частинками не залишається.
На жаль, за горизонтом подій (так називається кордон, де світло і будь-який об'єкт, під дією сил гравітації, не може залишити чорну дірку) йдуть наші здогади та непрямі припущення, що ґрунтуються на викидах потоків частинок.
Ряд вчених припускають, що за обрієм подій поєднуються простір і час. Існує думка, що вони можуть бути "проходом" в інший Всесвіт. Можливо, це відповідає істині, хоча цілком можливо, що за цими межами відкривається інший простір із новими законами. Область, де час зміниться «місцем» із простором. Місцезнаходження майбутнього та минулого визначається лише вибором слідування. Подібно до нашого вибору йти праворуч або ліворуч.
Потенційно припустимо, що у Всесвіті існують цивілізації, які освоїли подорожі у часі через чорні дірки. Можливо, у майбутньому люди з планети Земля відкриють таємницю подорожі крізь час.
Навколишній світ таїть у собі ще безліч загадок, але навіть давно відомі вченим явища та речовини не перестають дивувати та захоплювати. Ми милуємося яскравими фарбами, насолоджуємося смаками та використовуємо властивості різноманітних речовин, які роблять наше життя комфортнішим, безпечнішим та приємнішим. У пошуках найнадійніших і міцних матеріалів людина здійснила чимало захоплюючих відкриттів, і перед вами добірка якраз із 25 таких унікальних з'єднань!
25. Алмази
Про це точно знають якщо не всі, то майже все. Алмази – це не тільки одні з найшанованіших дорогоцінного каміння, але й один із найтвердіших мінералів на Землі. За шкалою Мооса (шкала твердості, у якій оцінка дається з реакції мінералу на дряпання) алмаз числиться на 10 рядку. Всього в шкалі 10 позицій, і 10-а - останній і найтвердіший ступінь. Алмази такі тверді, що подряпати їх можна хіба іншими алмазами.
24. Ловчі мережі павука виду Caerostris darwini
Фото: pixabay
У це складно повірити, але мережа павука Caerostris darwini (або павук Дарвіна) міцніше стали і твердіші за кевлар. Цю павутину визнали найтвердішим біологічним матеріалом у світі, хоча зараз у неї вже з'явився потенційний конкурент, але дані ще не підтверджені. Павукове волокно перевірили на такі характеристики, як руйнівна деформація, ударна в'язкість, межа міцності і модуль Юнга (властивість матеріалу чинити опір розтягуванню, стиску при пружній деформації), і за всіма цими показниками павутиння проявила себе дивовижним чином. До того ж ловча мережа павука Дарвіна неймовірно легка. Наприклад, якщо волокном Caerostris darwini обернути нашу планету, вага такої довгої нитки становитиме лише 500 грамів. Таких довгих мереж немає, але теоретичні підрахунки просто вражають!
23. Аерографіт
Фото: BrokenSphere
Ця синтетична піна - один з найлегших волокнистих матеріалів у світі, і вона є мережею вуглецевих трубочок діаметром всього в кілька мікронів. Аерографіт у 75 разів легший за пінопласт, але при цьому набагато міцніший і пластичніший. Його можна стиснути до розмірів, у 30 разів менших за початковий вид, без будь-якої шкоди для його надзвичайно еластичної структури. Завдяки цій властивості аерографітна піна може витримати навантаження, що в 40 000 разів перевищує її власну вагу.
22. Паладієве металеве скло
Фото: pixabay
Команда вчених їх Каліфорнійського технічного інституту та Лабораторії Берклі (California Institute of Technology, Berkeley Lab) розробила новий вид металевого скла, який поєднав практично ідеальну комбінацію міцності і пластичності. Причина унікальності нового матеріалу полягає в тому, що його хімічна структура успішно приховує крихкість існуючих склоподібних матеріалів і при цьому зберігає високий поріг витривалості, що значно збільшує втомну міцність цієї синтетичної структури.
21. Карбід вольфраму
Фото: pixabay
Карбід вольфраму - це неймовірно твердий матеріал, що має високу зносостійкість. У певних умовах це з'єднання вважається дуже тендітним, але під великим навантаженням воно показує унікальні пластичні властивості, що виявляються у вигляді смуг ковзання. Завдяки всім цим якостям карбід вольфраму використовується у виготовленні бронебійних наконечників та різного обладнання, включаючи всілякі різці, абразивні диски, свердла, фрези, долота для буріння та інші різальні інструменти.
20. Карбід кремнію
Фото: Tiia Monto
Карбід кремнію – один із основних матеріалів, що використовуються для виробництва бойових танків. Це з'єднання відоме своєю низькою вартістю, видатною тугоплавкістю та високою твердістю, і тому воно часто використовується у виготовленні обладнання або спорядження, яке має відбивати кулі, розрізати чи шліфувати інші міцні матеріали. З карбіду кремнію виходять чудові абразиви, напівпровідники і навіть вставки в ювелірні прикраси, що імітують алмази.
19. Кубічний нітрид бору
Фото: wikimedia commons
Кубічний нітрид бору – це надтвердий матеріал, що за своєю твердістю схожий з алмазом, але має й низку відмінних переваг – високу температурну стійкість і хімічну стійкість. Кубічний нітрид бору не розчиняється в залізі і нікелі навіть під впливом високих температур, тоді як алмаз у таких умовах вступає в хімічні реакції досить швидко. Насправді це вигідно для його використання у промислових шліфувальних інструментах.
18. Надвисокомолекулярний поліетилен високої щільності (СВМПЕ), марка волокон «Дайніма» (Dyneema)
Фото: Justsail
Поліетилен з високим модулем пружності має надзвичайно високу зносостійкість, низький коефіцієнт тертя і високу в'язкість руйнування (низькотемпературна надійність). Сьогодні його вважають найміцнішою волокнистою речовиною у світі. Найдивовижніше в цьому поліетилені те, що він легший за воду і одночасно може зупиняти кулі! Троси та канати з волокон Дайніма не тонуть у воді, не потребують мастила та не змінюють свої властивості при намоканні, що дуже актуально для суднобудування.
17. Титанові метали
Фото: Alchemist-hp (pse-mendelejew.de)
Титанові сплави неймовірно пластичні та демонструють дивовижну міцність під час розтягування. До того ж вони мають високу жароміцність і корозійну стійкість, що робить їх вкрай корисними в таких областях, як авіабудування, ракетобудування, суднобудування, хімічне, харчове та транспортне машинобудування.
16. Сплав Liquidmetal
Фото: pixabay
Розроблений у 2003 році у Каліфорнійському технічному інституті (California Institute of Technology), цей матеріал славиться своєю силою та міцністю. Назва з'єднання асоціюється з чимось крихким і рідким, але при кімнатній температурі воно насправді надзвичайно тверде, зносостійке, не боїться корозії і при нагріванні трансформується, як термопласти. Основними сферами застосування поки що є виготовлення годинників, ключок для гольфу та покриттів для мобільних телефонів (Vertu, iPhone).
15. Наноцелюлоза
Фото: pixabay
Наноцелюлозу виділяють з деревного волокна, і вона є новим видом дерев'яного матеріалу, який міцніше навіть стали! До того ж наноцелюлоза ще й дешевша. Інновація має великий потенціал і в майбутньому може скласти серйозну конкуренцію склу та вуглеволокну. Розробники вважають, що цей матеріал незабаром матиме великий попит у виробництві армійської броні, супергнучких екранів, фільтрів, гнучких батарейок, абсорбуючих аерогелів та біопалива.
14. Зуби равликів виду «морське блюдечко»
Фото: pixabay
Раніше ми вже розповіли вам про ловчу мережу павука Дарвіна, яку колись визнали найміцнішим біологічним матеріалом на планеті. Однак недавнє дослідження показало, що саме морське блюдечко - найбільш міцна з відомих науці біологічних субстанцій. Так-так, ці зубки міцніші за павутиння Caerostris darwini. І це не дивно, адже крихітні морські створіння харчуються водоростями, що ростуть на поверхні суворих скель, і щоб відокремити їжу від гірської породи, цим звіряткам доводиться попрацювати. Вчені вважають, що в майбутньому ми зможемо використати приклад волокнистої структури зубів морських блюдечок у машинобудівній промисловості та почнемо будувати автомобілі, човни і навіть повітряні судна підвищеної міцності, надихнувшись прикладом простих равликів.
13. Мартенситно-старіюча сталь
Фото: pixabay
Мартенситно-старіюча сталь - це високоміцний і високолегований сплав, що має чудову пластичність і в'язкість. Матеріал широко поширений у ракетобудуванні та використовується для виготовлення різноманітних інструментів.
12. Осмій
Фото: Periodictableru / www.periodictable.ru
Осмій – неймовірно щільний елемент, і завдяки своїй твердості та високій температурі плавлення він важко піддається механічній обробці. Саме тому осмій використовують там, де довговічність та міцність цінуються найбільше. Сплави з осмієм зустрічаються в електричних контактах, ракетобудуванні, військових снарядах, хірургічних імплантатах та застосовуються ще в багатьох інших областях.
11. Кевлар
Фото: wikimedia commons
Кевлар - це високоміцне волокно, яке можна зустріти в автомобільних шинах, гальмівних колодках, кабелях, протезно-ортопедичних виробах, бронежилетах, тканинах захисного одягу, суднобудуванні та в деталях безпілотних літальних апаратів. Матеріал став практично синонімом міцності і є видом пластику з неймовірно високою міцністю і еластичністю. Межа міцності кевлару у 8 разів вища, ніж у сталевого дроту, а плавитися він починає при температурі 450℃.
10. Надвисокомолекулярний поліетилен високої щільності, марка волокон "Спектра" (Spectra)
Фото: Tomas Castelazo, www.tomascastelazo.com / Wikimedia Commons
СВМПЕ – це насправді дуже міцний пластик. Спектра, марка СВМПЭ, – це своє чергу легке волокно високої зносостійкості, вдесятеро перевищує за цим показником сталь. Як і кевлар, спектра використовується у виготовленні бронежилетів та захисних шоломів. Поряд з СВМПЕ марки дайним спектра популярна в суднобудуванні і транспортній промисловості.
9. Графен
Фото: pixabay
Графен - це алотропна модифікація вуглецю, і його кристалічна решітка товщиною всього в один атом настільки міцна, що вона в 200 разів твердіша за сталі. Графен на вигляд схожий на харчову плівку, але порвати його - практично непосильне завдання. Щоб пробити графеновий лист наскрізь, вам доведеться встромити в нього олівець, на якому повинен буде балансувати вантаж вагою з цілий шкільний автобус. Успіхів!
8. Папір із вуглецевих нанотрубок
Фото: pixabay
Завдяки нанотехнологіям вченим вдалося зробити папір, який у 50 тисяч разів тонший за людське волосся. Листи з вуглецевих нанотрубок в 10 разів легше стали, але найдивовижніше те, що по міцності вони перевищують у 500 разів! Макроскопічні пластини з нанотрубок найбільш перспективні виготовлення електродів суперконденсаторів.
7. Металева мікрорешітка
Фото: pixabay
Перед вами найлегший у світі метал! Металева мікрорешітка – це синтетичний пористий матеріал, який у 100 разів легший за пінопласт. Але нехай його зовнішній вигляд не вводить вас в оману, адже ці мікрорешітки заодно і неймовірно міцні, завдяки чому вони мають великий потенціал для використання у всіляких інженерних галузях. З них можна виготовляти чудові амортизатори та теплові ізолятори, а дивовижна здатність цього металу стискатися та повертатися у свій первісний стан дозволяє використовувати його для накопичення енергії. Металеві мікрорешітки також активно застосовуються у виробництві різних деталей для літальних апаратів американської компанії Boeing.
6. Вуглецеві нанотрубки
Фото: User Mstroeck / en.wikipedia
Вище ми вже розповідали про надміцні макроскопічні пластини з вуглецевих нанотрубок. Але що це за матеріал такий? Насправді це згорнуті в трубку графенові поверхні (9-ий пункт). В результаті виходить неймовірно легкий, пружний та міцний матеріал широкого спектру застосування.
5. Аерограф
Фото: wikimedia commons
Відомий також як графеновий аерогель, цей матеріал надзвичайно легкий та міцний одночасно. У новому вигляді гелю рідка фаза повністю замінена на газоподібну, і він відрізняється сенсаційною твердістю, жароміцністю, низькою щільністю та низькою теплопровідністю. Неймовірно, але графеновий аерогель у 7 разів легший за повітря! Унікальне з'єднання здатне відновлювати свою початкову форму навіть після 90% стиснення і може вбирати таку кількість олії, яка в 900 разів перевищує вагу використовуваного для абсорбції аерографену. Можливо, у майбутньому цей клас матеріалів допоможе у боротьбі з такими екологічними катастрофами як розливи нафти.
4. Матеріал без назви, розробка Массачусетського технологічного інституту (MIT)
Фото: pixabay
Поки ви читаєте ці рядки, команда вчених із MIT працює над удосконаленням властивостей графену. Дослідники заявили, що їм уже вдалося перетворити двовимірну структуру цього матеріалу на тривимірну. Нова графенова субстанція ще не отримала своєї назви, але вже відомо, що її щільність у 20 разів менша, ніж у сталі, а її міцність у 10 разів вище за аналогічну характеристику сталі.
3. Карбін
Фото: Smokefoot
Хоча це і всього лише лінійні ланцюжки атомів вуглецю, карбін має в 2 рази більш високу межу міцності, ніж графен, і він в 3 рази жорсткіший за алмаз!
2. Нітрид бору вюрцитної модифікації
Фото: pixabay
Ця нещодавно відкрита природна речовина формується під час вулканічних вивержень, і вона на 18% твердіша за алмази. Втім, алмази воно перевершує ще за низкою інших параметрів. Вюрцитний нітрид бору - одна з всього 2 натуральних субстанцій, виявлених на Землі, яка твердіша за алмаз. Проблема в тому, що таких нітридів у природі дуже мало, тому їх непросто вивчати або застосовувати на практиці.
1. Лонсдейліт
Фото: pixabay
Відомий також як гексагональний алмаз, лонсдейліт складається з атомів вуглецю, але у разі даної модифікації атоми розташовуються дещо інакше. Як і вюрцитний нітрид бору, лонсдейліт - алмаз, що перевершує за твердістю природна субстанція. Причому цей дивовижний мінералтвердіше алмазу на цілих 58%! Подібно до нітриду бору вюрцитної модифікації, це з'єднання зустрічається вкрай рідко. Іноді лонсдейліт утворюється під час зіткнення із Землею метеоритів, до складу яких входить графіт.
Людина завжди прагнула знайти матеріали, які залишають жодних шансів своїм конкурентам. З давніх-давен вчені шукали найтвердіші матеріали у світі, найлегші і найважчі. Жага відкриттів призвела до відкриття ідеального газу та ідеально чорного тіла. Представляємо вам найдивовижніші речовини у світі.
1. Найчорніша речовина
Найчорніша речовина у світі називається Vantablack і складається з сукупності вуглецевих нанотрубок (див. вуглець та його алотропні модифікації). Простіше кажучи, матеріал складається з незліченної безлічі «волосків», потрапивши в які світло відскакує від однієї трубки до іншої. Таким чином поглинається близько 99,965% світлового потоку і лише мізерна частина відбивається назовні.
Відкриття Vantablack відкриває широкі перспективи застосування цього матеріалу в астрономії, електроніці та оптиці.
2. Найгорючіша речовина
Трифторид хлору є найгорючішою речовиною з будь-коли відомих людству. Є найсильнішим окислювачем і реагує практично з усіма хімічними елементами. Трифторид хлору здатний пропалити бетон і легко спалахує скло! Застосування трифториду хлору практично неможливе через його феноменальну займистість і неможливість забезпечити безпеку використання.
3. Найотруйніша речовина
Найсильніша отрута – це ботулотоксин. Ми знаємо його під назвою ботокс, саме так він називається у косметології, де знайшов своє основне застосування. Ботулотоксин – це хімічна речовина, яку виділяють бактерії Clostridium botulinum. Крім того, що ботулотоксин - найотруйніша речовина, так він ще й має найбільшу молекулярну масу серед білків. Про феноменальну отруйність речовини говорить той факт, що достатньо всього 0,00002 мг/л ботулотоксину, щоб на півдня зробити зону ураження смертельно небезпечною для людини.
4. Найгарячіша речовина
Це так званий кварк-глюонна плазма. Речовина була створена за допомогою зіткнення атомів золота при майже світловій швидкості. Кварк-глюонна плазма має температуру 4 трильйони градусів Цельсія. Для порівняння, цей показник вищий за температуру Сонця в 250 000 разів! На жаль, час життя речовини обмежено трильйонної однієї трильйонної секунди.
5. Найїдкіша кислота
У цій номінації чемпіоном стає фторидно-сурм'яна кислота H. Фторидно-сурм'яна кислота в 2×10 16 (двісті квінтильйонів) разів більш їдка, ніж сірчана кислота. Це дуже активна речовина, яка може вибухнути при додаванні невеликої кількості води. Випаровування цієї кислоти смертельно отруйні.
6. Найбільш вибухонебезпечна речовина
Найбільша вибухонебезпечна речовина — гептанітрокубан. Він дуже дорогий та застосовується лише для наукових досліджень. А ось трохи менш вибухонебезпечний октоген успішно застосовується у військовій справі та в геології при бурінні свердловин.
7. Найбільш радіоактивна речовина
"Полоній-210" - ізотоп полонію, який не існує в природі, а виготовляється людиною. Використовується для створення мініатюрних, але в той же час дуже потужних джерел енергії. Має дуже короткий період напіврозпаду і тому здатний викликати тяжку променеву хворобу.
8. Найважча речовина
Це, звичайно, фулерит. Його твердість майже вдвічі вища, ніж у натуральних алмазів. Детальніше про фулерит можна прочитати в нашій статті Найтвердіші матеріали у світі.
9. Найсильніший магніт
Найсильніший магніт у світі складається із заліза та азоту. В даний час широкому загалу недоступні деталі про цю речовину, проте вже зараз відомо, що новий супер-магніт на 18% потужніший за найсильніших магнітів, що застосовуються зараз, — неодимових. Неодимові магніти виготовляються з неодиму, заліза та бору.
10. Найплинніша речовина
Надплинний Гелій II майже не має в'язкості при температурах, близьких до абсолютного нуля. Цією властивістю зумовлено його унікальну властивість просочуватися і виливатися з посудини, виготовленої з будь-якого твердого матеріалу. Гелій II має перспективи використання як ідеальний термопровідник, в якому не розсіюється тепло.