Quel matériau a la résistance la plus tracée?
Le matériau avec la plus grande résistancetensile est la fibre de nanotube de carbone. C'est également le matériau connu le plus rigide, avec un module élastique extrêmement élevé, ce qui signifie qu'il ne s'étire pas facilement. Les nanotubes de carbone peuvent être visualisés sous forme de feuilles de graphène recroquevillées dans des cylindres juste d'une molécule large.
Ces cylindres peuvent avoir des murs simples (SWNT ou des nanotubes de carbone à paroi simple) ou plusieurs murs (MWNT ou nanotubes de carbone à paroi multiples). Les nanotubes de carbone à parois multiples ont été mesurés comme le matériau avec la résistance la plus tractionuse de tous, mesurant à 63 GPa (gigapascals) pour les tests à l'échelle atomique, bien en dessous du maximum théorique de 300 GPa. Les scientifiques n'ont pas encore été en mesure de produire cette résistance à la traction dans les matériaux en vrac, bien que les travaux soient en cours et que le succès éventuel semble probable.
Contrairement aux nanotubes de carbone, l'acier élevé en carbone a une résistance à la traction d'environ 1,2 GPa. La fibre de nanotube de carbone en vrac a été créée avec une résistance à la traction de 1,6 GPa, ce qui est le plusNile Strength de toute fibre, naturel ou artificiel, par plus d'un ordre de grandeur. D'autres améliorations par un autre ordre de grandeur semblent plausibles au cours des prochaines décennies. La fibre de nanotube de carbone est si forte qu'un cordon de 50 000 km de long (31 070 milles) de la fibre pourrait être étendu de la surface de la Terre en orbite géosynchrone et ne se briserait pas. Ce concept est connu comme un ascenseur spatial.
En mai 2007, les chercheurs financés par la marine américaine ont réussi à faire des nanotubes de carbone d'une longueur supérieure à 2 mm, le plus longtemps. Le rapport longueur de la largeur de ces nanotubes est d'environ 900 000 à 1. La Marine s'intéresse naturellement aux fibres avec la résistance la plus tracée possible, car il utilise des cordes à de nombreuses fins telles que l'amarrage, la cargaison de fixation, etc.Attaché à leurs stations de base, pertinents à la lumière d'un ROV japonais de 15 millions de dollars, parmi les plus avancés du monde, qui a récemment été perdu au cours d'une forte tempête. Ainsi, les fibres avec la résistance la plus tracée augmenteraient notre capacité à explorer les sols de l'océan.
Des avantages similaires pourraient se propager dans tous les domaines de l'ingénierie et de la conception. Les ponts pourraient être rendus beaucoup plus forts, si la fibre de nanotube de carbone devenait plus abordable. Actuellement, cela coûte des centaines ou des milliers de dollars par gramme, mais le coût a chuté de façon exponentielle ces dernières années.