أكثر المواد صلابة على الكوكب

أكثر المواد صلابة على الكوكب

• الجرافين هو أقسى مادة من صنع الإنسان ، أقوى 200 مرة من الفولاذ.
• الماس هو أقوى مادة يمكن أن نجدها في الطبيعة ، حيث يتراوح قياسها بين 70 و 150 جيجا باسكال في اختبار صلابة فيكرز.
• الكيفلار مادة كانت تُستخدم غالبًا لاستبدال الحافات الفولاذية الكلاسيكية في سيارات السباق لأنها تزن أقل بكثير ، كما أنها أكثر متانة.

لقد وجد الناس العديد من الموارد المختلفة في الطبيعة والتي تم استخدامها بعد ذلك لإنشاء ملجأ أو أدوات أو مركبات أو صواريخ أو مجوهرات . غالبًا ما يتم الحكم على المنتجات التي تشتريها ، خاصةً إذا كانت تندرج في فئة "التقنية" ، من خلال مدى جودة تصنيعها ومدى قوتها ومدى تأثير استخدامها على المدى الطويل على السلامة المادية للعناصر. إذا كنت تريد شيئًا مرنًا ، فأنت بحاجة إلى مادة صلبة ، وهذا ما توصل إليه البشر حتى الآن. 

ما هي المواد الصلبة؟

بادئ ذي بدء ، دعونا نشرح بسرعة ما نناقشه عندما نتحدث عن صلابة مادة معينة.

ببساطة ، نحن نشير إلى قوة مادة معينة لتحمل درجات مختلفة من القوة الخارجية التي تشدد على المادة. تُقاس مواد سوبرهارد بمقياس يُعرف باسم اختبار فيكرز للصلابة. الوحدة التي تعبر عن نوع الضغط الذي يمكن أن يتحمله عنصر ما قبل أن ينكسر تسمى جيجا باسكال (GPa). على سبيل المثال ، أقوى مادة موجودة بشكل طبيعي نعرفها هي الماس ، وهي تسجل بين 70 و 150 جيجا باسكال. أي شيء يزيد قياسه عن 40 جيجا باسكال يعتبر مادة فائقة الصلابة.  

1. الجرافين

الإدخال الأول في قائمتنا هو مادة مستخدمة على نطاق واسع في صناعة الطيران وإنتاج السيارات. عندما يأتي الأمان أولاً ويبدو إطلاق الصواريخ في الفضاء نشاطًا خطيرًا ، فإن استخدام الجرافين أمر لا بد منه. إنه أقوى 200 مرة من الفولاذ. يتكون الجرافين من طبقة واحدة فقط من ذرات الكربون الموضوعة في شكل شبكة مثلثة الشكل. 

2. ألياف الكربون

لا يحتل اسم هذه المادة مرتبة عالية فقط في قائمة الأسماء الرائعة ، ولكن أيضًا على مقياس الصلابة. تتميز ميزات ألياف الكربون التي تجعلها خيارًا رائعًا لبناء المعدات العسكرية والصواريخ وأجزاء السيارات الرياضية بصلابة عالية ووزن منخفض للغاية. يمكن لألياف الكربون أيضًا أن تتحمل درجات حرارة عالية جدًا وهي شديدة المرونة لعدد من المواد الكيميائية الكاشطة المختلفة. في جوهرها ، ألياف الكربون عبارة عن ذرات كربون فائقة المحاذاة بإحكام يتراوح قطرها بين 5 و 10 ميكرومتر. 

3. كيفلر

مادة صلبة أخرى تم تكييفها في صناعة السيارات والجيش كانت الكيفلار. الكيفلر أقوى بخمس مرات من الفولاذ عندما يتعلق الأمر بالتوتر الذي يمكنه تحمله. هذا هو السبب في أنها لا تزال تستخدم في صناعة السترات الواقية من الرصاص: فهي شديدة الصلابة ، وهي مادة فائقة الخفة فوقها. 

4. الماس

ربما توقعت أن ترى الماس على رأس هذه القائمة ، لكن المواد التي يصنعها الإنسان أقوى بكثير من أصعب المعادن التي يمكن أن نجدها على الأرض. لا يزال الماس ، على الرغم من ندرته وسعره المرتفع للغاية ، يستخدم في العديد من الصناعات. تعمل بعض الأنواع الخاصة من الماس الأزرق بشكل خاص مثل العوازل والموصلات الكهربائية (شبه).

5. الألياف الزجاجية

تم إنشاء هذه المادة الاصطناعية لأول مرة في ثلاثينيات القرن الماضي ، وهي تشبه إلى حد كبير ألياف الكربون. ومع ذلك ، فإن صنعها أرخص بكثير من ألياف الكربون ، وهذا هو السبب في أنها كانت تستخدم غالبًا كطريقة لعزل المبنى حراريًا.