Jos olet viettänyt paljon aikaa maailmassa, tiedät, että on olemassa kilpailu löytää kevyimmät painomateriaalit jopa suurimman työpaikan suorittamiseksi. Olipa kyse kevyistä autoista, rakennusmateriaaleista tai urheiluvaatteista. Se on jotain, joka kiinnostaa monia ihmisiä.
Mitkä ovat maailman kevyimmät materiaalit?
- Aero -grafiitti
- Aero -grafeeni
- Grafeeni
- Metallinen mikrolaatikko
- Hiili -ilmageeli
- Piidioksidi -ilmageeli
- Hiilen nanoputki
- Polymetrinen vaahto
- Metallivaahto
Kun luet tätä artikkelia, ajattele aikaa miettiä, kuinka raskas kevyin esine on kotona. Olet lukemassa joitain melko uskomattomia materiaaleja, jotka varmasti näkyvät koteissamme tulevaisuudessa, jos he eivät ole jo siellä. Lue edelleen saadaksesi lisätietoja näistä materiaaleista sekä esimerkkejä siitä, miten niitä käytetään nykymaailmassa.
Mitkä ovat maailman kevyimmät materiaalit?
Maailmassa on monia kevyitä materiaaleja, mutta on olemassa mitä saatat kutsua kevyiden materiaalien ylemmäksi ešeloniksi, joista et ehkä ole tietoinen. Nämä materiaalit on luotu ja tutkittu joissakin maailman parhaissa yliopistoissa, ja niitä käytetään melko merkittäviin asioihin.
Tässä artikkelissa on 8 materiaalia, joista aiot oppia lisää, ja olemme sijoittaneet ne kevyimmistä raskaimpiin.
1. Aero -grafiitti
Paino: Yksi kuutio senttimetri painaa vain 0,2 grammaa
Aero -grafiittia on kutsuttu maailman kevyimmaksi painosta materiaaliksi, tiheydellä 5000 kertaa vähemmän vettä ja 6 kertaa kevyempi kuin ilma. Sillä on mesh-kaltainen ulkonäkö, joka tarjoaa sille valtavan voiman ja kestävyyden.
Se on erittäin johtava materiaali ja voi kestää erittäin korkean puristusasteen. Kun tämä materiaali on pakattu, se voi palata alkuperäiseen muotoonsa vahingoittamatta rakenteellista koostumusta.
Aero -grafiitti pystyy myös pitämään 40 000 kertaa oman painonsa.
Yleiset esineet, jotka on tehty aero -grafiitista
Tutkijat toivovat käyttävänsä Aero-grafiittia Li-ion-paristojen sisällä pian. Tämän materiaalin kevyt luonne auttaa vähentämään sähköautojen painoa.
2. Aero -grafeeni
Paino: 160 g/m3
Aero -grafeeni on yksi maailman vähiten tiheistä kiinteistä aineista. Se on 7,5 kertaa vähemmän tiheä kuin ilma. Vaikka tämä materiaali luokitellaan kiinteäksi, se voi muodostaa minkä tahansa astiaan, ja se voidaan siksi valmistaa erikokoisina.
Matalan tiheyden vuoksi ilma -alueilla on kyky absorboida jopa 900 -kertaisesti sen paino öljyssä. Tämä materiaali on varmasti hyödyllinen puhdistettaessa öljyvuotoja tulevaisuudessa. Kevyt paino tekee siitä myös erittäin hyödyllisen eristyksen luomisessa.
Tämän materiaalin löysivät ensimmäisen kerran vuonna 2013 tutkijat Zhejiangin yliopistossa, Kiinassa.
Aero -grafeenilla tehdyt yleiset esineet
Tämän erittäin kevyen materiaalin käyttö näkyy yleisimmin avaruustutkimuksen alueella ja matkoilla sen painon ja kyvyn imeämisen energian vuoksi. Tulevaisuudessa meidän pitäisi nähdä se myös työkaluna pilaantumisen puhdistamiseen.
3. Grafeeni
Paino: Yksi neliömetri painaa noin 0,77 miljoonaa
Yksinkertaisesti sanottuna, grafeeni on erittäin ohut kerros grafiittia. Jos tarkastellaan grafeenia mikroskoopin alla, näet atomit, jotka muodostavat kuusikulmaisen kuvion. Tämä malli tekee myös grafeenista erittäin vahvan.
Grafeenia voitaisiin kutsua supermateriaaliksi sen monikäytön vuoksi. Se ei ole vain voimakkaampi kuin teräs, vaan se on myös erittäin joustava, läpinäkyvä, hyvä johdin, ja se on kestävä useimmille nesteille ja kaasuille.
Kuvittele paperi paperi. Grafeeni on 1000 kertaa kevyempi kuin keskimääräinen paperiarkki.
Jatkossa ajatellaan, että grafeenia voidaan käyttää asioihin, jotka vaihtelevat kondomista kondomiin sen kevyen kestävyyden vuoksi.
Grafeenilla tehdyt yleiset esineet
Grafeeni on yleisesti löydetty kevyt materiaali. Monet urheilulaitteiden kappaleet käyttävät tätä materiaalia sekä älypuhelimia, virtuaalitodellisuusvarusteita ja superautoja. Materiaalin kevyt luonne tekee siitä erittäin monipuolisen.
4. Metallinen mikrolaatikko
Paino: 0,9 mg/cm3
Metallinen mikrolaattia mainitaan yhtenä maailman kevyimmistä materiaaleista. Vuonna 2011 sen kehitti Boeingissa työskentelevä tutkimusyritys. Materiaali on erittäin kevyt ja sillä on myös suuri vahvuus.
Tutkijat päättivät, että materiaali kestää korkeaa puristusastetta ja on 100 kertaa kevyempi kuin styroksi ja 1000 kertaa ohuempi kuin ihmisen hiukset.
Tämä materiaali on rakennettu sarjalla mikroskooppisia onttoja putkia.
Vaikka tämä materiaali voisi mullistaa lentomatkoja, on vielä tehty tutkimuksia sen tehokkuuden ja paras tapa käyttää tätä materiaalia.
Boeing on julkaissut lyhyen dokumentin, joka on saatavana YouTubessa , joka selittää mikrolihan luomisen ja käytön.
Mikrohiutalla tehdyt yleiset esineet
Mikrohota on sellainen äskettäin kehitetty materiaali, että sen kanssa ei ole yhteisiä esineitä. Tutkijat suhtautuvat kuitenkin mahdollisuuksiin optimistisesti. Yksi alue, joka näyttää saavan paljon huomiota tämän materiaalin kanssa, on autoteollisuus, joka liittyy kilpa -autoihin. Tämän kevyen materiaalin mahdollisuudet autokappaleisiin ovat rajattomat.
5. Hiililentogeeli
Paino: 0,16 milligrammaa kuutiometriä kohti
Hiililentogeeliä käytetään yleisesti tänään, vaikka et ehkä tiedä. Se on toinen erittäin kevyt materiaali, jota käytetään sekä polttokennoissa että suolanpoistoyksiköissä. Hiiliarvogeelin toivo on, että se pystyy torjumaan pilaantumista.
Sitä voidaan yleisesti viitata hiilisoneeksi, koska se kykenee pitämään ylimääräisiä nesteitä ja öljyjä.
Hiililentogelillä tehdyt yleiset esineet
Hiililentokoneiden avulla löydetyt esineet ovat eri eristysmuodot, etenkin ne, joilla on suuri pinta -ala.
6. Piidioksidi -ilmageeli
Paino: 1,9 kg/ m3
Piidioksidi -ilmageel on valittu materiaali ilmailu- ja avaruusteollisuuden matkustamiseen sen suuren tiheyden ja kevyen painon vuoksi. Se ei ole erittäin johtava materiaali, mutta sen rakenne mahdollistaa raskaan painonlaakerin esiintymisen. Se on ihanteellinen lämpöeriste, koska se ei salli ilman kiertää sen läpi.
NASA on käyttänyt piidioksidi -ilmageeliä komeettojen hiukkasten sieppaamiseen tutkimusta varten. Materiaali valittiin hiukkasten kaappaamiseksi sen kyvyn absorboimiseksi koomeetasta liikkuvista hiukkasista.
Yleiset esineet, jotka on valmistettu piidioksidi -ilmageelillä
Piidioksidi -ilmageelin hyödyntäminen on erittäin kallista, joten on rajoitetusti alueita, joista se löytyy. Yleisimmin ilmailualan insinöörit käyttävät sitä. Sitä on kuitenkin löydetty märkäpukuista, palomiespukuista ja ydinaseista.
7. Polymetrinen vaahto
Paino: Paino riippuu kattavan alueen ja sen kemiallisen meikistä.
Tämä on yksi yleisimmin käytetyistä materiaaleista rakentamisessa. Polymetrinen vaahto on kevyt ja pysyy vakaana iskuun. Näiden ominaisuuksien takia polymeerinen vaahto löytyy käytöstä lääketieteellisten, auto-, elektronisten, rakennus- ja ilmailu- ja ilmailu- ja ilmailu- ja avaruusteollisuuden kanssa.
Polymetrinen vaahto syntyy, kun polymeerit ja kaasu yhdistetään. Tämä yhdistelmä tarjoaa kevyen, mutta vahvan materiaalin.
Monet yritykset ja rakennusyritykset luottavat polymetriseen vaahtoon työpaikkojensa suorittamiseksi. Se ei ole vain kevyt, vaan se tarjoaa myös kevyen eristyksen ja suojaa pakkauksia, jotka toimitetaan yrityksille ja yrityksiltä.
Katso talosi ympärille, ja löydät todennäköisesti monia polymetrisellä vaahdolla valmistettuja esineitä.
Polymetrisellä vaahdolla tehdyt yleiset esineet
Saatat löytää monia esineitä, joissa on polymetrinen vaahto. Yleisimmät tästä elokuvasta koostuvat esineet ovat; Lelut, lämpöeristys, muoviveneet, ilmansuodattimet, tyyny ja rakennuspaneelit.
8. Metallivaahto
Paino: Tämän materiaalin paino riippuu sekä peitetystä kemiallisesta muodosta ja alueesta.
Kun tarkastellaan tätä, luulet todennäköisesti kirjoitusvirheen. Jotain on joko metalli tai vaahto, mutta se ei voi olla molemmat. Väärä! Metallivaahto on juuri miltä se kuulostaa. Rakenteellisesti se on vaahtoyhdiste. Se on kuitenkin valmistettu kaikesta metallista.
Metallivaahto on erittäin kevyt ja erittäin huokoinen; Se on kuitenkin vahva materiaali, joka voi olla erittäin hyödyllinen jokapäiväisessä elämässä. Tyypillisesti alumiinia käytetään vaahdon muodostamiseen, mutta myös muita metalleja voidaan käyttää.
Löydät metallivaahtoa esineistä, jotka vaativat eräänlaisen iskunkestävyyden. Kevyen luonteen takia ne voivat absorboida vaikutuksia melko helposti. Ne ovat hyödyllisiä myös äänen absorbointiin. Yleisimmin autoteollisuus on löytää tapoja hyödyntää metallivaahtoa. Se ei vain vähennä ajoneuvon painoa, vaan myös vähentää ajoneuvon tuottamisen kustannuksia.
Viimeksi tutkijat ovat alkaneet kokeilla metallivaahdon käyttöä eläinproteeseille. Tämänkaltaisen materiaalin helposti saatavilla olevalla materiaalilla taivas on raja sen kanssa, mikä voidaan suorittaa käyttämällä sitä.
Yleiset esineet, jotka on valmistettu metallivaahdolla
Tällä hetkellä on useita alueita, joilla tämän materiaalin toiminnallisuus testataan. Kuten edellä mainittiin, sitä testataan eläinproteesien kanssa, ja myös autojen suunnittelijat löytävät tapoja, joilla se voi olla hyödyllistä.
Ajatusten jälkeen
Kun olet lukenut näistä vaikuttavista kevyistä materiaaleista, saatat katsoa ympäröivää maailmaa hiukan eri tavalla. Tutkimus kehittyy, samoin kuin materiaalit, joita käytämme päivittäisten tehtävien suorittamiseen. Ole etsimässä joitain näistä materiaaleista, kun tarkastellaan tulevia autoja ja rakentaa prototyyppejä. En myöskään ole yllättynyt siitä, että monet näistä materiaaleista näkyvät lääketieteellisellä rintamalla.
