Skip to main content

Který materiál má nejvíce pevnost v tahu?

Materiál s největší pevností je vlákno uhlíkových nanotrubic.Je to také nejhorší známý materiál s nesmírně vysokým elastickým modulem, což znamená, že se snadno neprotahuje.Uhlíkové nanotrubice lze vizualizovat jako grafenové listy stočené do válců jen o šířku molekuly.

Tyto válce mohou mít jednotlivé stěny (SWNT nebo jednostěnné uhlíkové nanotrubice) nebo více stěn (MWNT nebo vícestěnné uhlíkové nanotrubice).Multibodové uhlíkové nanotrubice byly měřeny jako materiál s nejvíce v tahové pevnosti ze všech, měřící se v 63 GPa (gigapascals) pro testování atomového měřítka, výrazně pod teoretickým maximem 300 GPA.Vědci dosud nebyli schopni vyrobit tuto pevnost v tahu ve objemových materiálech, i když práce trvá a zdá se pravděpodobný úspěch pravděpodobný.Vlákno nanotrubičky nanotrubičky bylo vytvořeno s pevností v tahu 1,6 GPA, což je nejvíce v tahové pevnosti jakéhokoli vlákna, přírodního nebo umělého, přes řádovou velikost.Další zlepšení o jiném řádu se zdá být v příštích několika desetiletích věrohodná.Vlákno nanotrubiny uhlíku je tak silné, že šňůra z vlákna z půdy o délce zemského na geosynchronní oběžné dráhy by se mohla rozšířit o 50 000 km dlouhých (31 070 mil).Tento koncept je známý jako kosmický výtah.

V květnu 2007 se vědcům financování americkým námořnictvem podařilo vyrobit uhlíkové nanotrubice s délkou přesahující 2 mm, nejdelší dosud.Poměr šířky délky těchto nanotrubic je přibližně 900 000 až 1. Námořnictvo se pochopitelně zajímá o vlákna s nejvíce možnou pevností v tahu, protože používá lana pro řadu účelů, jako je kotvení, upevňovací náklad atd. Silnější vlákna by umožnila posílitROVS (vzdáleně provozovaná vozidla), aby vážili více, hlouběji cestovali a byli spolehlivě spojen s jejich základními stanicemi, relevantní s ohledem na japonský ROV ve výši 15 milionů dolarů, mezi nejpokročilejší na světě, který byl nedávno ztracen v průběhu aSilná bouře.Vlákna s nejvíce pevností v tahu by tedy zvýšily naši schopnost prozkoumat oceánské podlahy.

Podobné výhody by se mohly šířit do všech oblastí inženýrství a designu.Mosty by mohly být mnohem silnější, pokud by uhlíkové nanotrubičky byly dostupnější.V současné době to stojí stovky nebo tisíce dolarů za gram, ale náklady v posledních letech exponenciálně klesaly.