Welches Material hat die größte Zugfestigkeit?
Das Material mit der größten Festigkeit ist Kohlenstoffnanoröhrenfaser. Es ist auch das steifste bekannte Material mit einem unglaublich hohen Elastizitätsmodul, was bedeutet, dass es sich nicht leicht erstreckt. Carbon -Nanoröhren können sich als Graphenblätter visualisiert werden, die sich in Zylinder zusammenkundeten, nur ein Molekül breit.
Diese Zylinder können einzelne Wände (SWNTs oder einwandige Kohlenstoffnanoröhren) oder mehrere Wände (MWNTs oder mehrwandige Kohlenstoffnanoröhren) haben. Mehrwandige Kohlenstoffnanoröhren wurden als Material mit der größten Zugfestigkeit von allen gemessen, die bei 63 GPa (Gigapascals) für Atom-Maßstäbe weit unter dem theoretischen Maximum von 300 GPa gemessen wurden. Wissenschaftler waren noch nicht in der Lage, diese Zugfestigkeit in Schüttgutmaterialien zu erzeugen, obwohl die Arbeiten fortlaufend sind und der eventuelle Erfolg wahrscheinlich ist. Bulk Carbon -Nanoröhrenfaser wurde mit einer Zugfestigkeit von 1,6 GPa erstellt, was am meisten TE istNsile Stärke jeglicher natürlicher oder künstlicher Faser durch über eine Größenordnung. Weitere Verbesserungen durch eine weitere Größenordnung scheinen in den nächsten Jahrzehnten plausibel zu sein. Carbon-Nanoröhrenfaser sind so stark, dass ein 50.000 km langes Zapfen der Faser von der Erdoberfläche in die Geosynchronumlaufbahn ausgeweitet werden kann und nicht brechen würde. Dieses Konzept ist als Weltraumaufzug bekannt.
im Mai 2007 gelang es Forschern, die von der US -Marine finanziert wurden, Carbon -Nanoröhren mit einer Länge von mehr als 2 mm, die bisher am längsten. The length-width ratio of these nanotubes is approximately 900,000 to 1. The Navy is understandably interested in fibers with the most tensile strength possible, as it uses ropes for numerous purposes such as mooring, fastening cargo, etc. Stronger fibers would allow for submersible ROVs (remotely operated vehicles) to weigh more, travel deeper, and be more reliablyAn ihre Basisstationen gebunden, die angesichts einer japanischen ROV von 15 Millionen US -Dollar relevant ist, zu den am weitesten fortgeschrittenen der Welt, die kürzlich im Verlauf eines starken Sturms verloren gegangen war. So würden Fasern mit der größten Zugfestigkeit unsere Fähigkeit verbessern, die Meeresböden zu erkunden.
Ähnliche Vorteile könnten sich in alle Bereiche von Engineering und Design ausbreiten. Brücken könnten viel stärker gemacht werden, wenn Carbon -Nanoröhrenfaser erschwinglicher werden. Derzeit kostet es Hunderte oder Tausende von Dollar pro Gramm, aber die Kosten sind in den letzten Jahren exponentiell gesunken.