Ja esat pavadījis kādu laiku pasaulē, jūs zināt, ka notiek sacensības, lai atrastu visvieglākus svara materiālus, lai veiktu pat lielāko darbu. Neatkarīgi no tā, vai tas ir viegls automašīnas, celtniecības materiāli vai sporta apģērbs. Tas ir kaut kas, kas interesē daudzus cilvēkus.
Kādi ir vieglākie materiāli pasaulē?
- Aero grafīts
- Aero grafēns
- Grafēns
- Metālisks mikro režģis
- Oglekļa lidmašīna
- Silīcija dioksīds
- Oglekļa nano caurule
- Polimetriskās putas
- Metāla putas
Lasot šo rakstu, veltiet laiku, lai padomātu par to, cik smags ir vieglākais objekts mūsu mājās. Jūs gatavojaties lasīt par dažiem diezgan pārsteidzošiem materiāliem, kas nākotnē noteikti parādīsies mūsu mājās, ja tie jau tur ir. Lasiet tālāk, lai uzzinātu konkrētāku informāciju par katru no šiem materiāliem, kā arī piemērus, kā tos šodien izmanto pasaulē.
Kādi ir vieglākie materiāli pasaulē?
Pasaulē ir daudz vieglu materiālu, taču ir tas, ko jūs varētu saukt par vieglu materiālu augšējo ešelonu, par kuru jūs, iespējams, nezināt. Šie materiāli ir ģenerēti un izpētīti dažās pasaules labākajās universitātēs, un tie tiek izmantoti diezgan ievērojamām lietām.
Šajā rakstā ir 8 materiāli, par kuriem jūs uzzināsit vairāk, un mēs tos ierindojām no vieglākajiem līdz smagākajiem.
1. Aero grafīts
Svars: viens kubikcentimetrs sver tikai 0,2 gramus
Aero grafīts ir nodēvēts par vieglāko svara materiālu pasaulē ar blīvumu 5000 reizes mazāk ūdens un 6 reizes vieglāks nekā gaiss. Tam ir acs līdzīgs izskats, kas tam nodrošina milzīgu izturību un izturību.
Tas ir ļoti vadošs materiāls un var izturēt ārkārtīgi augstu saspiešanas līmeni. Kad šis materiāls ir saspiests, tas var atgriezties sākotnējā formā, nesabojājot strukturālo sastāvu.
Aero grafīts arī spēj 40 000 reizes saglabāt savu svaru.
Parastie objekti, kas izgatavoti ar aero grafītu
Pētnieki cer drīz izmantot aero grafītu li-jonu baterijās. Šī materiāla vieglais raksturs palīdzēs mazināt elektrisko automašīnu bateriju svaru.
2. Aero grafēns
Svars: 160 g/m3
Aero grafēns ir viena no vismazāk blīvajām cietvielām pasaulē. Tas ir 7,5 reizes mazāk blīvs nekā gaiss. Lai arī šis materiāls tiek klasificēts kā ciets, tas var ieņemt visu konteinera formu, kurā tas ir ievietots, un tāpēc to var ražot dažādos izmēros.
Zema blīvuma dēļ aerogrāfijām ir iespēja absorbēt līdz 900 reizes lielai svaram naftā. Šis materiāls noteikti ir noderīgs, notīrot eļļas noplūdes nākotnē. Viegls svars arī padarīs to ļoti noderīgu izolācijas izveidē.
Šo materiālu pirmo reizi atklāja 2013. gadā Zhejiang University, Ķīnas zinātnieki.
Parastie objekti, kas izgatavoti ar aero grafēnu
Šī īpaši gaišā svara materiāla izmantošana visbiežāk tiks novērota kosmosa izpētes un ceļojuma jomā tā svara dēļ, kā arī spēja absorbēt enerģiju. Nākotnē mums tas arī būtu jāuztver kā līdzeklis, lai palīdzētu sakopt piesārņojumu.
3. Grafēns
Svars: viens kvadrātmetrs sver apmēram 0,77 kmiligramus
Vienkārši sakot, grafēns ir īpaši plāns grafīta slānis. Ja paskatās uz grafēnu mikroskopā, jūs redzēsit, ka atomi veido sešstūra modeli. Šis modelis padara grafēnu arī ārkārtīgi spēcīgu.
Grafēnu varētu saukt par supermateriālu tā daudzkārtējā lietojuma dēļ. Tas ir ne tikai spēcīgāks par tēraudu, bet arī ir ļoti elastīgs, caurspīdīgs, labs vadītājs, un tas ir izturīgs pret vairumu šķidrumu un gāzu.
Lai iegūtu priekšstatu par to, cik viegls ir šis materiāls, iedomājieties papīra lapu. Grafēns ir 1000 reizes vieglāks nekā vidējā papīra lapa.
Nākotnē tiek uzskatīts, ka grafēnu var izmantot lietām, sākot no kontaktiem un beidzot ar prezervatīviem, tā vieglas izturības dēļ.
Parastie objekti, kas izgatavoti ar grafēnu
Grafēns ir bieži sastopams viegls materiāls. Daudzi sporta aprīkojuma gabali izmanto šo materiālu, kā arī viedtālruņus, virtuālās realitātes aprīkojumu un superauto. Materiāla vieglais raksturs padara to ārkārtīgi daudzpusīgu.
4. Metāla mikro režģis
Svars: 0,9 mg/cm3
Metāliskais mikro režģis tiek uzskatīts par vienu no pasaules vieglākajiem materiāliem. 2011. gadā to izstrādāja pētniecības uzņēmums, kas strādā Boeing. Materiāls ir ārkārtīgi viegls, un tam ir arī liels spēks.
Pētnieki noteica, ka materiāls var izturēt augstu saspiešanas pakāpi un ir 100 reizes vieglāks nekā putuplasta un 1000 reizes plānāks nekā cilvēka matiem.
Šis materiāls ir veidots ar virkni mikroskopisku dobu cauruļu.
Lai arī šis materiāls varētu revolucionizēt gaisa pārvietošanos, joprojām tiek veikti pētījumi, lai nodrošinātu tā efektivitāti, kā arī labāko veidu, kā izmantot šo materiālu.
Boeing ir izlaidusi īsu dokumentālo filmu, kas ir pieejama vietnē YouTube , kas izskaidro mikro režģa izveidi un izmantošanu.
Parastie objekti, kas izgatavoti ar mikro režģi
Mikro režģis ir tik jaunizveidots materiāls, ka ar to nav izgatavots kopīgs objekts. Tomēr pētnieki ir optimistiski noskaņoti attiecībā uz iespējām. Viena no jomām, kurai, šķiet, pievērš lielu uzmanību šim materiālam, ir automobiļu rūpniecība, kas saistīta ar sacīkšu automašīnām. Iespējas ar šo vieglo materiālu attiecībā uz automašīnu ķermeņiem ir bezgalīgas.
5. Oglekļa airgels
Svars: 0,16 miligrami uz kubikcentimetru
Mūsdienās parasti tiek izmantots oglekļa airgels, kaut arī jūs, iespējams, nezināt. Tas ir vēl viens ārkārtīgi viegls materiāls, ko izmanto degvielas šūnās, kā arī atsāļošanas vienībās. Cerība uz oglekļa airgel ir tāda, ka tā spēs apkarot piesārņojumu.
To parasti var saukt par oglekļa sūkli, jo tā spēja noturēt lieko šķidrumu un eļļas.
Parastie priekšmeti, kas izgatavoti ar oglekļa airgelu
Visvairāk atrastie objekti, kas izmanto oglekļa airgelu, ir dažādas izolācijas formas, īpaši tie, kuriem ir liels virsmas laukums.
6. silīcija dioksīda aerosa
Svars: 1,9 kg/ m3
Silīcija dioksīda airgels ir izvēles materiāls kosmiskās aviācijas ceļošanai, pateicoties tā lielajam blīvumam un vieglajam svaram. Tas nav ļoti vadošs materiāls, bet tā struktūra ļauj notikt ar lielu svaru. Tas ir ideāls termiskais izolators, jo tas neļauj gaisam cirkulēt caur to.
NASA ir izmantojusi silīcija dioksīda airgelu, lai palīdzētu uztvert komētu daļiņas studijām. Materiāls tika izvēlēts, lai uztvertu daļiņas, jo tā spēja absorbēt augsto enerģiju no daļiņām, kas pārvietojas no komētas.
Parastie priekšmeti, kas izgatavoti ar silīcija dioksīdu
Silīcija dioksīda izmantošana ir ārkārtīgi dārga, tāpēc ir ierobežotas zonas, kur to var atrast. Visbiežāk to izmantos aviācijas un kosmosa inženieri. Tomēr tas ir atrasts mitrās kostīmos, ugunsdzēsēju uzvalkos un kodolieročos.
7. Polimetriskās putas
Svars: Svars ir atkarīgs no tā, vai tā ir pārklāta teritorija, kā arī no tā ķīmiskā veidošanās.
Šis ir viens no visplašāk izmantotajiem materiāliem, kad runa ir par celtniecību. Polimetriskās putas ir vieglas un paliek stabilas pēc trieciena. Šo īpašību dēļ polimēru putas var atrast, izmantojot medicīniskos, auto, elektroniskos, celtniecības un kosmiskās aviācijas projektus.
Polimetriskās putas tiek izveidotas, apvienojot polimērus un gāzi. Šī kombinācija nodrošina vieglu, bet spēcīgu materiālu.
Daudzi uzņēmumi, kā arī būvniecības uzņēmumi paļaujas uz polimetriskām putām, lai veiktu savu darbu. Tas ir ne tikai viegls, bet arī nodrošina vieglu izolāciju un aizsargā paketes, kas tiek piegādātas uz un no uzņēmumiem.
Paskatieties ap savu māju, un jūs, iespējams, atradīsit daudzus priekšmetus, kas izgatavoti ar polimetriskām putām.
Parastie priekšmeti, kas izgatavoti ar polimetriskām putām
Jūs varat atrast daudz objektu ar polimetriskām putām. Visizplatītākie objekti, kas sastāv no šīs filmas; Rotaļlietas, termiskā izolācija, plastmasas laivas, gaisa filtri, polsterēšana un ēku paneļi.
8. Metāla putas
Svars: Šī materiāla svars ir atkarīgs no ķīmiskās sastāva, kā arī no pārklājuma.
Apskatot to, jūs droši vien domājat, ka ir kļūda. Kaut kas ir vai nu metāls, vai putas, bet tas nevar būt abi. Nepareizs! Metāla putas ir tieši tā, kā tas izklausās. Strukturāli tas ir putu savienojums. Tomēr tas ir izgatavots no visa metāla.
Metāla putas ir ļoti vieglas un ārkārtīgi porainas; Tomēr tas ir spēcīgs materiāls, kas var būt ļoti noderīgs ikdienas dzīvē. Parasti putu veidošanai izmanto alumīniju, bet var izmantot arī citus metālus.
Objektos, kuriem nepieciešama sava veida trieciena pretestība, varat atrast metāla putas. Viegla rakstura dēļ tie diezgan viegli var absorbēt triecienu. Tie ir noderīgi arī skaņas absorbēšanai. Parasti automobiļu rūpniecība atrod veidus, kā izmantot metāla putas. Tas ne tikai samazina transportlīdzekļa svaru, bet arī samazina transportlīdzekļa ražošanas izmaksas.
Pavisam nesen zinātnieki ir sākuši eksperimentēt ar metāla putu izmantošanu dzīvnieku protezēšanai. Izmantojot tādu materiālu kā šo viegli pieejamo, debesis ir robeža ar to, ko var izdarīt, to izmantojot.
Parastie priekšmeti, kas izgatavoti ar metāla putām
Pašlaik ir vairākas jomas, kurās tiek pārbaudīta šī materiāla funkcionalitāte. Kā minēts iepriekš, tas tiek pārbaudīts ar dzīvnieku protezēšanu, un automobiļu dizaineri arī atrod veidus, kā tas var būt noderīgs.
Pēc domām
Izlasot par šiem iespaidīgajiem vieglajiem materiāliem, jūs, iespējams, skatāties uz apkārtējo pasauli mazliet savādāk. Pētījumi attīstās, tāpat kā materiāli, kurus mēs izmantojam, lai veiktu ikdienas uzdevumus. Skatoties uz nākamajām automašīnām un veidojot prototipus, meklējiet dažus no šiem materiāliem. Es arī nebūtu pārsteigts, redzot, ka daudzi no šiem materiāliem parādās medicīnas frontē.
