Kāda ir blīvākā viela? Smagākā viela Visumā
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 jūsu priekšā ir tikai 25 šādu unikālu savienojumu izlase!
25.Dimanti
Ja ne visi, tad gandrīz visi to noteikti zina. Dimanti ir ne tikai viens no visvairāk cienītajiem dārgakmeņiem, bet arī viens no cietākajiem minerāliem uz Zemes. Mosa skalā (cietības skala, kurā novērtējumu dod minerāla reakcija uz skrāpējumiem) dimants ir norādīts 10. rindā. Skalā ir 10 pozīcijas, un 10. ir pēdējā un grūtākā pakāpe. Dimanti ir tik cieti, ka tos var saskrāpēt tikai ar citiem dimantiem.
24. Zirnekļu sugas Caaerostris darwini slazdošanas tīkli
Foto: pixabay
Grūti noticēt, bet zirnekļa Caerostris darwini (jeb Darvina zirnekļa) tīkls ir stiprāks par tēraudu un cietāks par Kevlaru. Šis tīmeklis tika atzīts par cietāko bioloģisko materiālu pasaulē, lai gan tagad tam ir potenciāls konkurents, taču dati vēl nav apstiprināti. Tika pārbaudīts zirnekļa šķiedras raksturlielumi, piemēram, pārrāvuma deformācija, triecienizturība, stiepes izturība un Janga modulis (materiāla īpašība izturēt stiepšanos, saspiešanu elastīgās deformācijas apstākļos), un visos šajos rādītājos tīmeklis sevi parādīja pārsteidzošā veidā. Turklāt Darvina zirnekļa slazdošanas tīkls ir neticami viegls. Piemēram, ja mēs aptīsim savu planētu ar Caaerostris 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 šķiedru materiāliem pasaulē un ir oglekļa cauruļu tīkls, kura diametrs ir tikai daži mikroni. Aerografīts ir 75 reizes vieglāks par polistirolu, bet tajā pašā laikā daudz stiprāks un elastīgāks. To var saspiest līdz 30 reizēm par sākotnējo izmēru, nekaitējot tā īpaši elastīgajai struktūrai. Pateicoties šai īpašībai, aerografīta putas var izturēt slodzes, kas līdz pat 40 000 reižu pārsniedz pašas svaru.
22. Palādija metālisks stikls
Foto: pixabay
Zinātnieku komanda no Kalifornijas Tehnoloģiju institūta un Berkeley Lab (California Institute of Technology, Berkeley Lab) ir izstrādājusi jauna veida metālisku stiklu, kas apvieno gandrīz ideālu stiprības un elastības kombināciju. Jaunā materiāla unikalitātes iemesls ir fakts, ka tā ķīmiskā struktūra veiksmīgi maskē esošo stiklveida materiālu trauslumu, vienlaikus saglabājot augstu izturības slieksni, kas galu galā ievērojami palielina šīs sintētiskās struktūras noguruma izturību.
21. Volframa karbīds
Foto: pixabay
Volframa karbīds ir neticami ciets materiāls ar augstu nodilumizturību. Noteiktos apstākļos šis savienojums tiek uzskatīts par ļoti trauslu, taču pie lielas slodzes tam piemīt unikālas plastiskas īpašības, kas izpaužas kā slīdošās lentes. Pateicoties visām šīm īpašībām, volframa karbīds tiek izmantots bruņu caurduršanas uzgaļu un dažādu iekārtu ražošanā, tai skaitā visa veida griezēju, abrazīvo disku, urbju, griezēju, urbju un citu griezējinstrumentu ražošanā.
20. Silīcija karbīds
Foto: Tīa Monto
Silīcija karbīds ir viens no galvenajiem materiāliem, ko izmanto kaujas tanku izgatavošanai. Šis savienojums ir pazīstams ar zemām izmaksām, izcilu ugunsizturību un augsto cietību, tāpēc to bieži izmanto tādu iekārtu vai rīku ražošanā, kurām jānovirza lodes, jāgriež vai jāsasmalcina citi cietie materiāli. Silīcija karbīds veido izcilus abrazīvus materiālus, pusvadītājus un pat rotaslietu inkrustācijas, kas atdarina dimantus.
19.Kubiskais bora nitrīds
Foto: wikimedia commons
Kubiskais bora nitrīds ir īpaši ciets materiāls, kas pēc cietības ir līdzīgs dimantam, taču tam ir vairākas atšķirīgas priekšrocības - stabilitāte augstā temperatūrā un ķīmiskā izturība. Kubiskais bora nitrīds nešķīst dzelz un niķelī pat augstas temperatūras ietekmē, savukārt dimants tādos pašos apstākļos nonāk ķīmiskās reakcijas pietiekami ātri. Faktiski tas ir izdevīgi, lai to izmantotu rūpnieciskajos slīpēšanas instrumentos.
18. Īpaši augstas molekulmasas polietilēns liels blīvums(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 uzrāda pārsteidzošu izturību, kad tie ir izstiepti. Turklāt tiem ir augsta karstumizturība un izturība pret koroziju, kas padara tos ārkārtīgi noderīgus tādās jomās kā lidmašīnas, raķešu rūpniecība, kuģubūve, ķīmiskā, pārtikas un transporta inženierija.
16.Šķidrais metālu sakausējums
Foto: pixabay
Izstrādāts 2003. gadā Kalifornijā tehniskais institūts(Kalifornijas Tehnoloģiju institūts), šis materiāls ir slavens ar savu izturību un izturību. Savienojuma nosaukums asociējas ar kaut ko trauslu un šķidru, bet kad telpas temperatūra tas patiesībā ir neparasti ciets, nodilumizturīgs, nebaidās no korozijas un karsējot pārvēršas kā 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 koka šķiedrām un ir jauna veida koksnes materiāls, kas ir pat stiprāks par tēraudu! Turklāt nanoceluloze ir arī lētāka. Inovācijai ir liels potenciāls, un tā nākotnē 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. "Jūras apakštase" tipa gliemežu zobi
Foto: pixabay
Iepriekš jau stāstījām par Darvina zirnekļa slazdošanas tīklu, kas savulaik tika atzīts par izturīgāko bioloģisko materiālu uz planētas. Tomēr nesen veikts pētījums parādīja, ka klinte ir visizturīgākā zinātnei zināmā bioloģiskā viela. Jā, šie zobi ir stiprāki par Caaerostris darwini tīklu. Un tas nav pārsteidzoši, jo niecīga jūras radības barojas ar aļģēm, kas aug uz skarbu akmeņu virsmas, un lai atdalītu pārtiku no akmens, šiem dzīvniekiem ir smagi jāstrādā. Zinātnieki uzskata, ka nākotnē mēs varēsim izmantot mašīnbūves rūpniecībā klinšu zobu šķiedrainās struktūras piemēru un, iedvesmojoties no vienkāršu gliemežu piemēra, sāksim būvēt paaugstinātas izturības automašīnas, laivas un pat lidmašīnas.
13. Martensīta tērauds
Foto: pixabay
Martensīta tērauds ir augstas stiprības un 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 cietības un augstās kušanas temperatūras dēļ to ir grūti apstrādāt. 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, kas atrodama automašīnu riepās, bremžu klučos, trosēs, protēzēs, bruņuvestēs, aizsargapģērba audumos, kuģu būvē un dronu 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, šķiedru zīmols "Spectra" (Spectra)
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 Kevlars, spektrs tiek izmantots bruņuvestu un aizsargķiveru ražošanā. Kopā ar UHMWPE dainimo spektrs ir populārs kuģu būves un transporta nozarēs.
9. Grafēns
Foto: pixabay
Grafēns ir alotropiska oglekļa modifikācija, 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 salauzt ir gandrīz neiespējams uzdevums. Lai izdurtu cauri grafēna loksnei, tajā jāiedur zīmulis, uz kura būs jāsabalansē slodze ar visa skolas autobusa svaru. Veiksmi!
8. Oglekļa nanocaurules papīrs
Foto: pixabay
Pateicoties nanotehnoloģijām, zinātniekiem ir izdevies izgatavot papīru, kas ir 50 000 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! Makroskopiskās nanocauruļu plāksnes ir visdaudzsološākās superkondensatoru elektrodu ražošanā.
7. Metāla mikrorežģis
Foto: pixabay
Šeit ir vieglākais metāls pasaulē! Metāla mikrorežģis ir sintētisks porains materiāls, kas ir 100 reizes vieglāks par putām. Bet ļaujiet viņam izskats Neļaujiet sevi apmānīt, šie mikrorežģi ir arī neticami spēcīgi, padarot tos par lielisku potenciālu izmantošanai visu veidu inženiertehniskos lietojumos. No tiem var izgatavot izcilus amortizatorus un siltumizolatorus, un šī metāla apbrīnojamā spēja sarukt un atgriezties sākotnējā stāvoklī ļauj to izmantot enerģijas uzkrāšanai. Metāla mikrorežģi tiek aktīvi izmantoti arī dažādu detaļu ražošanā amerikāņu kompānijas Boeing lidmašīnām.
6. Oglekļa nanocaurules
Foto: lietotājs Mstroeck / en.wikipedia
Iepriekš mēs jau runājām par īpaši spēcīgām makroskopiskām oglekļa nanocauruļu plāksnēm. Bet kāda veida materiāls tas ir? Faktiski tās ir grafēna plaknes, kas velmētas caurulē (9. punkts). Rezultāts ir neticami viegls, izturīgs un izturīgs materiāls plašam lietojumu klāstam.
5. Airbrush
Foto: wikimedia commons
Šis materiāls, kas pazīstams arī kā grafēna aerogels, ir ārkārtīgi viegls un vienlaikus spēcīgs. Jaunais gēla veids ir pilnībā aizstājis 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 atgūt savu sākotnējo formu pat pēc 90% saspiešanas un var absorbēt līdz pat 900 reižu vairāk nekā eļļas, ko izmanto aerosola absorbēšanai. Varbūt nākotnē šī materiālu klase palīdzēs cīņā pret tādiem vides katastrofas kā naftas noplūdes.
4. Materiāls bez nosaukuma, Masačūsetsas attīstība 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 trīsdimensiju formā. 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 2x lielāka stiepes izturība nekā grafēnam un tas ir 3x cietāks par dimantu!
2. Bora nitrīda vurcīta modifikācija
Foto: pixabay
Šis ir tikko atvērts dabiska viela laikā veidojas Vulkāniskie izvirdumi, un tas ir par 18% cietāks nekā dimanti. Tomēr vairākos citos parametros tas pārspēj dimantus. 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 wurtzite bora nitrīds, lonsdaleīts ir dabiska viela, kas ir cietāka par dimantu. Turklāt šis apbrīnojamais minerāls ir pat par 58% cietāks par dimantu! Tāpat kā wurtzite bora nitrīds, šis savienojums ir ārkārtīgi reti sastopams. Dažkārt lonsdaleīts veidojas meteorītu, kas ietver grafītu, sadursmē ar Zemi.
Starp Visuma dzīlēs paslēptajiem kurioziem kāda neliela zvaigzne netālu no Sīriusa, iespējams, uz visiem laikiem saglabās vienu no nozīmīgajām vietām. Šī zvaigzne ir izgatavota no matērijas, kas ir 60 000 reižu smagāka par ūdeni! Paņemot rokās dzīvsudraba glāzi, mūs pārsteidz tās smagums: tā sver aptuveni 3 kg. Bet ko mēs teiktu par glāzi vielas, kas sver 12 tonnas un kuras transportēšanai nepieciešama dzelzceļa platforma? Tas šķiet absurdi, un tomēr tāds ir viens no mūsdienu astronomijas atklājumiem.
Šim atklājumam ir gara un ļoti pamācoša vēsture. Jau sen ir novērots, ka spožais Sīriuss pats pārvietojas starp zvaigznēm, nevis taisnā līnijā, kā vairums citu zvaigžņu, bet gan dīvainā līkumotā ceļā. Lai izskaidrotu šīs tā kustības iezīmes, slavenais astronoms Besels ierosināja, ka Siriusu pavadīja satelīts, kas ar savu pievilcību "traucēja" tā kustību. Tas notika 1844. gadā — divus gadus pirms Neptūna atklāšanas "pildspalvas galā". Un 1862. gadā pēc Besela nāves viņa minējums tika pilnībā apstiprināts, jo aizdomās turamais Sīriusa satelīts tika redzēts caur teleskopu.
Sīriusa pavadonis - tā sauktais "Sirius B" - riņķo ap galvenā zvaigzne 49 gadu vecumā 20 reizes lielākā attālumā nekā Zeme ap Sauli (t.i., apmēram Urāna attālumā). Šī ir vāja astotā vai devītā lieluma zvaigzne, taču tās masa ir ļoti iespaidīga, gandrīz 0,8 no mūsu Saules masas. Sīriusa attālumā mūsu Saulei būtu jāspīd kā zvaigznei ar magnitūdu 1,8; tāpēc, ja Sīriusa pavadoņa virsma būtu samazināta salīdzinājumā ar Saules virsmu atbilstoši šo gaismekļu masu attiecībai, tad tajā pašā temperatūrā tam būtu jāspīd kā apmēram otrā magnitūdas zvaigznei, nevis astotais vai devītais. Astronomi tik vāju spilgtumu sākotnēji skaidroja ar zemo temperatūru uz šīs zvaigznes virsmas; to uzskatīja par atvēsinošu sauli, kas pārklāta ar jau cietu garozu.
Taču šis pieņēmums izrādījās kļūdains. Bija iespējams konstatēt, ka pieticīgais Sīriusa satelīts nemaz nav izzūdoša zvaigzne, bet, gluži pretēji, pieder zvaigznēm ar augstu virsmas temperatūru, kas ir daudz augstāka nekā mūsu Saulei. Tas pilnībā maina lietas. Tāpēc vājais spilgtums ir attiecināms tikai uz šīs zvaigznes virsmas mazo izmēru. Ir aprēķināts, ka tas izstaro 360 reizes mazāk gaismas nekā Saule; tas nozīmē, ka tās virsmai jābūt vismaz 360 reizes mazākai par sauli, un rādiusam jābūt j/360, t.i., 19 reizes mazākam par sauli. No tā mēs secinām, ka Sīriusa satelīta tilpumam vajadzētu būt mazākam par 6800 no Saules tilpuma, savukārt tā masa ir gandrīz 0,8 no dienas gaismas masas. Tas vien liecina par šīs zvaigznes matērijas lielo blīvumu. Precīzāks aprēķins paredz, ka planētas diametrs ir tikai 40 000 km, un līdz ar to blīvumam ir milzīgs skaitlis, ko mēs norādījām sadaļas sākumā: 60 000 reižu lielāks par ūdens blīvumu.
"Izraujiet ausis, fiziķi: jūsu reģionā tiek plānots iebrukums," prātā nāk Keplera vārdi, kurus viņš teica citā gadījumā. Patiešām, līdz šim neviens fiziķis neko tādu nevarēja iedomāties. Normālos apstākļos tik ievērojama sablīvēšanās ir pilnīgi neiedomājama, jo spraugas starp normāliem atomiem cietās vielās ir pārāk mazas, lai ļautu manāmi saspiest to vielu. Situācija ir citāda "sabojātu" atomu gadījumā, kuri ir zaudējuši tos elektronus, kas riņķoja ap kodoliem. Elektronu zudums samazina atoma diametru vairākus tūkstošus reižu, gandrīz nesamazinot tā svaru; kailais kodols ir apmēram tikpat reižu mazāks par parastu atomu, cik muša ir mazāka par lielu ēku. Nobīdīti zvaigžņotā spiediena dēļ, kas valda zvaigžņu lodes zarnās, šie reducētie atomi-kodoli var pietuvoties tūkstoš reižu tuvāk nekā parastie atomi un radīt vielu ar tik nedzirdētu blīvumu, kas atrodams uz Sīriusa satelīta.
Pēc teiktā zvaigznes atklāšana nešķitīs neticama, vidējais blīvums kuras viela joprojām ir 500 reižu lielāka nekā iepriekš minētās zvaigznes Sirius B viela. Runa ir par mazu 13. lieluma zvaigzni Kasiopejas zvaigznājā, kas atklāta 1935. gada beigās. Tā nav lielāka par Marsu. pēc tilpuma un astoņas reizes mazāka par zemeslodi, šīs zvaigznes masa ir gandrīz trīs reizes lielāka par mūsu Saules masu (precīzāk, 2,8 reizes). Parastajās vienībās tās vielas vidējais blīvums ir izteikts kā 36 000 000 g/cm3. Tas nozīmē, ka 1 cm3 šādas vielas uz Zemes svērtu 36 tonnas, tāpēc šī viela ir gandrīz 2 miljonus reižu blīvāka par zeltu.
Protams, pirms dažiem gadiem zinātnieki būtu uzskatījuši par neiedomājamu tādas vielas esamību, kas ir miljoniem reižu blīvāka par platīnu. Visuma bezdibenis slēpj, iespējams, vēl daudz šādu dabas brīnumu.
Spēcīgākais stabilais oksidētājs, ir kriptona difluorīda un antimona pentafluorīda komplekss. Spēcīgās oksidējošās iedarbības dēļ (oksidē visus elementus līdz augstākajiem oksidācijas pakāpēm, ieskaitot skābekli un slāpekli gaisā), tam ir ļoti grūti izmērīt elektrodu potenciālu. Vienīgais šķīdinātājs, kas ar to reaģē diezgan lēni, ir bezūdens fluorūdeņradis.
Blīvākā viela, ir osmijs. Tās blīvums ir 22,5 g/cm3.
Vieglākais metāls ir litijs. Tās blīvums ir 0,543 g/cm3.
dārgākais metāls ir Kalifornija. Tās izmaksas pašlaik ir 6 500 000 USD par 1 gramu.
Visizplatītākais elements zemes garoza ir skābeklis. Tās saturs ir 49% no zemes garozas masas.
Retākais elements zemes garozā ir astatīns. Tā saturs visā zemes garozā, pēc ekspertu domām, ir tikai 0,16 grami.
degošākā viela, šķiet, ir smalks cirkonija pulveris. Lai nepiedegtu, tas ir jānovieto inertās gāzes atmosfērā uz plātnes, kas izgatavota no materiāla, kas nesatur nemetālus.
Viela ar zemāko viršanas temperatūru, ir hēlijs. Tā viršanas temperatūra ir -269 grādi pēc Celsija. Hēlijs ir vienīgā viela, kurai normālā spiedienā nav kušanas temperatūras. Pat pie absolūtās nulles tas paliek šķidrs. Šķidrais hēlijs tiek plaši izmantots kriogēnajā inženierijā.
Ugunsizturīgākais metāls ir volframs. Tā kušanas temperatūra ir +3420 grādi pēc Celsija. To izmanto kvēldiegu izgatavošanai elektriskajām spuldzēm.
Cietākais materiāls ir hafnija un tantala karbīdu sakausējums (1:1). Tā kušanas temperatūra ir +4215 C.
Vieglākais metāls, ir dzīvsudrabs. Tā kušanas temperatūra ir -38,87 grādi pēc Celsija. Viņa arī ir smagākais šķidrums, tā blīvums ir 13,54 g/cm 3 .
Visaugstākā šķīdība ūdenī starp cietajām vielām satur antimona trihlorīdu. Tā šķīdība pie +25 C ir 9880 grami litrā.
Vieglākā gāze, ir ūdeņradis. 1 litra masa ir tikai 0,08988 grami.
Smagākā gāze istabas temperatūrā, ir volframa heksafluorīds (bp. +17 C). Tā masa ir 12,9 g/l, t.i. dažu veidu putas tajā var peldēt.
Visvairāk skābes izturīgs metāls, ir irīdijs. Līdz šim nav zināma neviena skābe vai to maisījums, kurā tas izšķīst.
Plašākais sprādzienbīstamo vielu koncentrācijas robežvērtības satur oglekļa disulfīdu. Visi oglekļa disulfīda tvaiku maisījumi ar gaisu, kas satur no 1 līdz 50 tilpuma procentiem oglekļa disulfīda, var eksplodēt.
Spēcīgākā stabilā skābe ir antimona pentafluorīda šķīdums fluorūdeņražā. Atkarībā no antimona pentafluorīda koncentrācijas šai skābei Hammeta indekss var būt līdz -40.
Neparastākais anjons sālī ir elektrons. Tā ir daļa no elektrīda 18-kronu-6 nātrija kompleksa.
Rekordi organiskajām vielām
Rūgtākā viela, ir denatonija saharināts. Tas tika iegūts nejauši, pētot denatonija benzoātu. Pēdējā kombinācija ar saharīna nātrija sāli deva vielu 5 reizes rūgtāku nekā iepriekšējais rekordists (denatonija benzoāts). Šobrīd abas šīs vielas tiek izmantotas alkohola un citu nepārtikas preču denaturēšanai.
Spēcīgākā inde, ir A tipa botulīna toksīns. Tā letālā deva pelēm (LD50, intraperitoneāli) ir 0,000026 µg/kg ķermeņa svara. Tas ir 150 000 molekulmasas proteīns, ko ražo baktērija Clostridium botulinum.
Netoksiskākā organiskā viela, ir metāns. Palielinoties tā koncentrācijai, intoksikācija rodas skābekļa trūkuma dēļ, nevis saindēšanās rezultātā.
Spēcīgākais adsorbents, tika iegūts 1974. gadā no cietes atvasinājuma, akrilamīda un akrilskābes. Šī viela spēj noturēt ūdeni, kura masa ir 1300 reizes lielāka par tās masu.
Smirdīgākie savienojumi ir etilselenols un butilmerkaptāns. Koncentrācija, ko cilvēks var noteikt pēc smaržas, ir tik maza, ka joprojām nav metožu, kā to precīzi noteikt. Tiek lēsts, ka tā vērtība ir 2 nanogrami uz kubikmetru gaisa.
Visspēcīgākā halucinogēnā viela, ir l-lizergīnskābes dietilamīds. Tikai 100 mikrogramu deva izraisa halucinācijas, kas ilgst apmēram dienu.
Saldākā viela, ir N-(N-ciklononilamino(4-cianofenilimino)metil)-2-aminoetiķskābe. Šī viela ir 200 000 reižu saldāka par 2% saharozes šķīdumu, taču tās toksicitātes dēļ tā acīmredzot netiks izmantota kā saldinātājs. No rūpnieciskajām vielām saldākais ir talīns, kas ir 3500 līdz 6000 reižu saldāks par saharozi.
Lēnākais enzīms, ir slāpekļa viela, kas katalizē atmosfēras slāpekļa asimilāciju, ko veic mezgliņu baktērijas. Pilns vienas slāpekļa molekulas pārvēršanās cikls 2 amonija jonos aizņem pusotru sekundi.
Visspēcīgākais narkotiskais pretsāpju līdzeklis acīmredzot ir viela, kas sintezēta Kanādā 80. gados. Tā efektīvā pretsāpju deva pelēm (subkutāni) ir tikai 3,7 nanogrami uz kilogramu ķermeņa svara, padarot to 500 reižu spēcīgāku par etorfīnu.
Organiskās vielas ar visaugstāko slāpekļa saturu ir bis(diazotetrazolil)hidrazīns. Tas satur 87,5% slāpekļa. Šī sprāgstviela ir ārkārtīgi jutīga pret triecieniem, berzi un karstumu.
Viela ar lielāko molekulmasu ir gliemežu hemocianīns (nes skābekli). Tā molekulmasa ir 918 000 000 daltonu, kas ir vairāk nekā pat DNS molekulmasa.
Mēdz teikt, ka katram vielas veidam ir kāds "ekstrēmākais" variants. Protams, mēs visi esam dzirdējuši stāstus par magnētiem, kas ir pietiekami spēcīgi, lai ievainotu bērnus no iekšpuses, un skābēm, kas dažu sekunžu laikā izies cauri jūsu rokām, taču ir vēl vairāk "ekstrēmāku" to versiju.
Melnākā cilvēkam zināmā viela
Kas notiek, ja oglekļa nanocauruļu malas novieto vienu virs otras un mainīsi to slāņus? Rezultāts ir materiāls, kas absorbē 99,9% gaismas, kas uz to saskaras. Materiāla mikroskopiskā virsma ir nelīdzena un raupja, kas lauž gaismu un ir slikti atstarojoša virsma. Pēc tam mēģiniet izmantot oglekļa nanocaurules kā supravadītājus noteiktā secībā, kas padara tos par lieliskiem gaismas absorbētājiem, un jums ir īsta melna vētra. Zinātnieki ir nopietni neizpratnē par šīs vielas iespējamo pielietojumu, jo patiesībā gaisma netiek "pazaudēta", vielu varētu izmantot optisko ierīču, piemēram, teleskopu, uzlabošanai un pat izmantot saules paneļiem, kas darbojas gandrīz 100% efektivitāti.
Visdegošākā viela
Daudzas lietas deg pārsteidzošā ātrumā, piemēram, putupolistirols, napalms, un tas ir tikai sākums. Bet ja nu būtu kāda viela, kas varētu aizdedzināt zemi? No vienas puses, tas ir provokatīvs jautājums, taču tas tika uzdots kā izejas punkts. Hlora trifluorīdam ir apšaubāma reputācija, jo tas ir šausmīgi uzliesmojošs, lai gan nacisti uzskatīja, ka ar to ir pārāk bīstami strādāt. Kad cilvēki, kas apspriež genocīdu, uzskata, ka viņu dzīves mērķis nav kaut ko lietot, jo tas ir pārāk nāvējošs, tas mudina rūpīgi rīkoties ar šīm vielām. Stāsta, ka kādu dienu izlijusi tonna vielas un izcēlies ugunsgrēks, un izdeguši 30,5 cm betona un metrs smilšu un grants, līdz viss norimis. Diemžēl nacistiem bija taisnība.
Indīgākā viela
Pastāsti man, ko tu vismazāk vēlētos dabūt uz sejas? Tā ļoti labi varētu būt nāvējošākā inde, kas pamatoti ieņems 3. vietu starp galvenajām ekstrēmajām vielām. Šāda inde tiešām atšķiras no tā, kas deg cauri betonam, un no pasaulē spēcīgākās skābes (kura drīz tiks izgudrota). Lai gan tā nav pilnīga patiesība, taču jūs visi, bez šaubām, esat dzirdējuši no medicīnas aprindām par Botox, un, pateicoties tam, nāvējošākā inde kļuva slavena. Botox izmanto botulīna toksīnu, ko ražo baktērija Clostridium botulinum, un tas ir ļoti nāvējošs, un sāls graudiņa daudzums ir pietiekams, lai nogalinātu cilvēku, kas sver 200 mārciņas (90,72 kg; aptuveni jauktas ziņas). Patiesībā zinātnieki ir aprēķinājuši, ka pietiek izsmidzināt tikai 4 kg šīs vielas, lai nogalinātu visus cilvēkus uz zemes. Droši vien ērglis ar klaburčūsku būtu rīkojies daudz cilvēcīgāk nekā šī inde ar cilvēku.
Karstākā viela
Pasaulē ir ļoti maz lietu, par kurām cilvēki zina, ka tās ir karstākas par tikko mikroviļņu krāsns Hot Pocket iekšpusi, taču šķiet, ka šīs lietas pārspēs arī šo rekordu. Matēriju, kas radusies zelta atomu sadursmē gandrīz gaismas ātrumā, sauc par kvarka-gluona "zupu", un tā sasniedz neprātīgus 4 triljonus grādu pēc Celsija, kas ir gandrīz 250 000 reižu karstāks nekā Saulē esošās lietas. Ar sadursmē izdalītās enerģijas daudzumu pietiktu, lai izkausētu protonus un neitronus, kam pašam par sevi piemīt pazīmes, par kurām pat nenojauta. Zinātnieki saka, ka šīs lietas varētu sniegt mums ieskatu par to, kāda bija mūsu Visuma dzimšana, tāpēc ir vērts saprast, ka mazās supernovas nav radītas prieka pēc. Tomēr tiešām labas ziņas sastāv no tā, ka "zupa" aizņēma vienu triljono daļu no centimetra un ilga vienu triljono daļu sekundes.
Kodīgākā skābe
Skābe ir briesmīga viela, vienam no baisākajiem kino monstriem tika dotas skābes asinis, lai padarītu to vēl briesmīgāku par slepkavošanas mašīnu ("Alien"), tāpēc mūsos ir iesakņojies, ka skābes iedarbība ir ļoti slikta. Ja citplanētieši būtu piepildīti ar fluorīdu-antimona skābi, viņi ne tikai iegrimtu dziļi grīdai, bet arī izgarojumi, kas izdalīti no viņu mirušajiem ķermeņiem, iznīcinātu visu, kas viņiem ir apkārt. Šī skābe ir 21019 reizes stiprāka nekā sērskābe un var izsūkties caur stiklu. Un, pievienojot ūdeni, tas var eksplodēt. Un tās reakcijas laikā izdalās indīgi izgarojumi, kas var nogalināt ikvienu telpā esošu.
Sprādzienbīstamākā sprāgstviela
Faktiski šī vieta pašlaik ir sadalīta divās daļās: oktogēns un heptanitrokubāns. Heptanitrokubāns galvenokārt pastāv laboratorijās un ir līdzīgs HMX, taču tam ir blīvāka kristāla struktūra, kas rada lielāku iznīcināšanas potenciālu. No otras puses, HMX pastāv pietiekami lielos daudzumos, lai tas varētu apdraudēt fizisko eksistenci. To izmanto raķešu cietajos propelentos un pat detonatoros. atomieroči. Un pēdējais ir visbriesmīgākais, jo, neskatoties uz to, cik viegli tas notiek filmās, dalīšanās/sintēzes reakcijas uzsākšana, kuras rezultātā veidojas spilgti, kvēlojoši sēnēm līdzīgi kodolmākoņi, nav viegls uzdevums, taču astoņogēns ar to tiek galā lieliski. .
Radioaktīvākā viela
Runājot par radiāciju, ir vērts pieminēt, ka Simpsonos redzamie kvēlojošie zaļie "plutonija" stieņi ir tikai fantāzija. Tas, ka kaut kas ir radioaktīvs, nenozīmē, ka tas spīd. Tas ir vērts pieminēt, jo "polonijs-210" ir tik radioaktīvs, ka tas spīd zilā krāsā. Bijušais Padomju spiegs, Aleksandrs Ļitviņenko tika maldināts, kad viela tika pievienota viņa ēdienam, un neilgi pēc tam nomira no vēža. Tas nav kaut kas, par ko jūs vēlaties jokot, mirdzumu izraisa gaiss ap vielu, ko ietekmē starojums, un patiesībā objekti ap to var sakarst. Kad sakām "radiācija", mēs domājam, piemēram, par kodolreaktors vai sprādziens, kur faktiski notiek skaldīšanas reakcija. Tā ir tikai jonizētu daļiņu izdalīšanās, nevis nekontrolējama atomu sadalīšana.
Smagākā viela
Ja jūs domājāt, ka vissmagākā viela uz zemes ir dimanti, tas bija labs, bet neprecīzs minējums. Šis ir tehniski izveidots dimanta nanorods. Šī patiesībā ir nano mēroga dimantu kolekcija ar viszemāko saspiešanas pakāpi un smagāko vielu, cilvēkam zināms. Tā īsti neeksistē, bet kas būtu jauki, jo tas nozīmē, ka kādreiz mēs varētu apklāt savas mašīnas ar šīm lietām un vienkārši tikt no tām vaļā, kad vilciens ietriecas (nereāls notikums). Šī viela tika izgudrota Vācijā 2005. gadā un, iespējams, tiks izmantota tādā pašā apjomā kā rūpnieciskie dimanti, izņemot to, ka jaunā viela ir izturīgāka pret nodilumu nekā parastie dimanti.
Magnētiskākā viela
Ja induktors būtu mazs melns gabals, tad šī būtu tā pati viela. Vielai, kas izstrādāta 2010. gadā no dzelzs un slāpekļa, ir par 18% lielākas magnētiskās spējas nekā iepriekšējam "rekordistam", un tā ir tik spēcīga, ka lika zinātniekiem pārdomāt, kā darbojas magnētisms. Persona, kas atklāja šo vielu, distancējās no saviem pētījumiem, lai neviens no citiem zinātniekiem nevarētu reproducēt viņa darbu, jo tika ziņots, ka Japānā 1996. gadā agrāk tika izstrādāts līdzīgs savienojums, bet citiem fiziķiem to nevarēja reproducēt. , tāpēc oficiāli šī viela netika pieņemta. Nav skaidrs, vai japāņu fiziķiem šādos apstākļos vajadzētu apsolīt izgatavot Sepuku. Ja šo vielu var pavairot, tas varētu nozīmēt jaunais laikmets efektīva elektronika un magnētiskie motori, kuru jauda, iespējams, ir palielināta par lielumu.
Spēcīgākā superfluiditāte
Superfluiditāte ir vielas stāvoklis (līdzīgs cietam vai gāzveidam), kas notiek ekstremālā stāvoklī zemas temperatūras, ir augsta siltumvadītspēja (katrai šīs vielas uncei jābūt tieši tādai pašai temperatūrai) un bez viskozitātes. Hēlijs-2 ir raksturīgākais pārstāvis. Hēlija-2 kauss spontāni pacelsies un izlīs no konteinera. Hēlijs-2 izsūksies arī caur citiem cietajiem materiāliem, jo kopējais berzes trūkums ļauj tam plūst pa citām neredzamām atverēm, caur kurām parastais hēlijs (vai šajā gadījumā ūdens) nevarētu izplūst. "Hēlijs-2" nenonāk pareizajā stāvoklī ar numuru 1, it kā tam būtu spēja darboties pats, lai gan tas ir arī visefektīvākais siltumvadītājs uz Zemes, vairākus simtus reižu labāks par varu. Siltums tik ātri pārvietojas caur "hēliju-2", ka tas pārvietojas viļņos, piemēram, skaņa (faktiski pazīstama kā "otrā skaņa"), nevis izkliedējas, bet vienkārši pārvietojas no vienas molekulas uz otru. Starp citu, spēkus, kas regulē "hēlija-2" spēju rāpot gar sienu, sauc par "trešo skaņu". Diez vai jums būs kaut kas ekstrēmāks par vielu, kas prasīja 2 jaunu skaņas veidu definīciju.
Katrs no jums zina, ka dimants joprojām ir cietības standarts. Nosakot uz zemes esošo materiālu mehānisko cietību, dimanta cietība tiek ņemta par standartu: mērot ar Mosa metodi - virsmas parauga veidā, ar Vikersa vai Rokvela metodēm - kā ievilkumu (kā cietāku). ķermeni, pārbaudot ķermeni ar mazāku cietību). Līdz šim var atzīmēt vairākus materiālus, kuru cietība tuvojas dimanta īpašībām.
Šajā gadījumā oriģinālos materiālus salīdzina, pamatojoties uz to mikrocietību saskaņā ar Vickers metodi, kad materiāls tiek uzskatīts par īpaši cietu pie vērtībām, kas pārsniedz 40 GPa. Materiālu cietība var atšķirties atkarībā no parauga sintēzes īpašībām vai tam pieliktās slodzes virziena.
Cietības svārstības no 70 līdz 150 GPa ir vispārpieņemts jēdziens cietiem materiāliem, lai gan par atsauces vērtību tiek uzskatīta 115 GPa. Apskatīsim 10 cietākos materiālus, izņemot dimantu, kas pastāv dabā.
10. Bora suboksīds (B 6 O) - cietība līdz 45 GPa
Bora suboksīdam ir iespēja radīt ikosaedru formas graudus. Veidotie graudi šajā gadījumā nav izolēti kristāli vai kvazikristālu šķirnes, kas pārstāv sava veida dvīņu kristālus, kas sastāv no diviem desmitiem pāru kristālu-tetraedru.
10. Rēnija diborīds (ReB 2) - cietība 48 GPa
Daudzi pētnieki apšauba, vai šo materiālu var klasificēt kā īpaši cietu materiālu. Tas ir saistīts ar ļoti neparastajām savienojuma mehāniskajām īpašībām.
Dažādu atomu maiņa pa slāņiem padara šo materiālu anizotropu. Tāpēc cietības indikatoru mērīšana dažādu veidu kristalogrāfisko plakņu klātbūtnē izrādās atšķirīga. Tādējādi rēnija diborīda testēšana pie zemām slodzēm nodrošina cietību 48 GPa, un, palielinoties slodzei, cietība kļūst daudz mazāka un ir aptuveni 22 GPa.
8. Magnija alumīnija borīds (AlMgB 14) - cietība līdz 51 GPa
Sastāvs ir alumīnija, magnija, bora maisījums ar zemu slīdēšanas berzi, kā arī augstu cietību. Šīs īpašības varētu būt nelaimes gadījums modernu mašīnu un mehānismu ražošanai, kas darbojas bez eļļošanas. Bet materiāla izmantošana šādā variācijā joprojām tiek uzskatīta par pārmērīgi dārgu.
AlMgB14 - īpašas plānas plēves, kas izveidotas ar impulsa tipa lāzera uzklāšanu, ar mikrocietību līdz 51 GPa.
7. Bora-oglekļa-silīcija - cietība līdz 70 GPa
Šāda savienojuma pamats sakausējumam nodrošina īpašības, kas nozīmē optimālu izturību pret negatīva veida ķīmiskām ietekmēm un augstu temperatūru. Šāds materiāls tiek nodrošināts ar mikrocietību līdz 70 GPa.
6. Bora karbīds B 4 C (B 12 C 3) - cietība līdz 72 GPa
Vēl viens materiāls ir bora karbīds. Vielu diezgan aktīvi sāka izmantot dažādās rūpniecības jomās gandrīz uzreiz pēc tās izgudrošanas 18. gadsimtā.
Materiāla mikrocietība sasniedz 49 GPa, taču ir pierādīts, ka šo rādītāju var palielināt arī, pievienojot kristāla režģa struktūrai argona jonus - līdz 72 GPa.
5. Oglekļa-bora nitrīds - cietība līdz 76 GPa
Pētnieki un zinātnieki no visas pasaules jau sen ir mēģinājuši sintezēt daudzzilbju super cietie materiāli kur jau ir sasniegti taustāmi rezultāti. Savienojuma sastāvdaļas ir bora, oglekļa un slāpekļa atomi – pēc izmēra līdzīgi. Materiāla kvalitatīvā cietība sasniedz 76 GPa.
4. Nanostrukturēts kubonīts - cietība līdz 108 GPa
Materiālu sauc arī par kingsongītu, borazonu vai elboru, un tam ir arī unikālas īpašības, kuras veiksmīgi izmanto mūsdienu rūpniecībā. Ar kubonīta cietības vērtībām 80-90 GPa, kas ir tuvu dimanta standartam, Hall-Petch likuma spēks var izraisīt to ievērojamu pieaugumu.
Tas nozīmē, ka, samazinoties kristālisko graudu izmēram, materiāla cietība palielinās - pastāv zināmas iespējas palielināt līdz 108 GPa.
3. Wurtzite bora nitrīds - cietība līdz 114 GPa
Vurcīta kristāla struktūra nodrošina šim materiālam augstu cietību. Ar lokālām strukturālām modifikācijām, pieliekot noteikta veida slodzi, tiek pārdalītas saites starp atomiem vielas režģī. Šajā brīdī materiāla kvalitātes cietība kļūst par 78% augstāka.
Lonsdaleīts ir oglekļa alotropa modifikācija un ir izteikti līdzīgs dimantam. Tika atrasts ciets dabīgs materiāls meteorīta krāteris, veidojies no grafīta – vienas no meteorīta sastāvdaļām, taču tai nepiemita rekordliela stiprības pakāpe.
Zinātnieki 2009. gadā ir pierādījuši, ka piemaisījumu neesamība var nodrošināt cietību, kas pārsniedz dimanta cietību. Šajā gadījumā var sasniegt augstas cietības vērtības, piemēram, vurcīta bora nitrīda gadījumā.
Polimerizētais fullerīts tagad tiek uzskatīts par cietāko zinātnei zināmo materiālu. Šis ir strukturēts molekulārs kristāls, kura mezgli sastāv no veselām molekulām, nevis atsevišķiem atomiem.
Fullerīta cietība ir līdz 310 GPa, un tas spēj saskrāpēt dimanta virsmu kā parasta plastmasa. Kā redzat, dimants vairs nav cietākais dabiskais materiāls pasaulē, zinātnei ir pieejami cietāki savienojumi.
Līdz šim tie ir zinātnei zināmie cietākie materiāli uz Zemes. Pilnīgi iespējams, ka drīzumā mūs sagaida jauni atklājumi un izrāviens ķīmijas/fizikas jomā, kas ļaus sasniegt augstāku cietību.