どの材料が最も引張強度が高いですか？

最大の引張強度を持つ材料はカーボンナノチューブ繊維です。 また、非常に高い弾性率を持つ既知の最も剛性の高い材料であり、容易に伸びないことを意味します。 カーボンナノチューブは、グラフェンシートがちょうど1分子幅の円柱にカールするように視覚化できます。

これらのシリンダーには、単一の壁（SWNTまたは単層カーボンナノチューブ）または複数の壁（MWNTまたは多層カーボンナノチューブ）があります。 多層カーボンナノチューブは、引張強度が最も高い材料として測定されており、原子スケールのテストでは63 GPa（ギガパスカル）で、理論上の最大値である300 GPaを大きく下回ります。 科学者は、バルク材料でこの引張強度を生み出すことができていませんが、作業は進行中であり、最終的に成功する可能性があります。

カーボンナノチューブとは対照的に、高炭素鋼の引張強度は約1.2 GPaです。 バルクカーボンナノチューブ繊維は、1.6 GPaの引張強度で作成されています。これは、天然繊維でも人工繊維でも、最大の強度です。 さらに数桁の改善は、今後数十年間でもっともらしいようです。 カーボンナノチューブファイバーは非常に強力であるため、ファイバーの50,000 km長（31,070マイル）のコードを地球の表面から静止軌道に延ばすことができ、破損することはありません。 この概念は宇宙エレベーターとして知られています。

2007年5月に、米国海軍の資金提供を受けた研究者は、これまでで最長の2 mmを超えるカーボンナノチューブの製造に成功しました。 これらのナノチューブの長さと幅の比率は約900,000対1です。海軍は、係留、貨物の固定などの多くの目的にロープを使用しているため、可能な限り最大の引張強度を持つ繊維に関心があります。 ROV（遠隔操作車両）は、重量を増やし、より深く移動し、ベースステーションに確実に結び付けます。これは、世界で最も進んでいる1500万ドルの日本のROVに照らして、最近失われました強い嵐。 したがって、最も引張強度が高い繊維は、海底を探索する能力を高めます。

同様の利点は、エンジニアリングと設計のすべての分野に波及する可能性があります。 カーボンナノチューブ繊維がより手頃な価格になった場合、ブリッジをより強くすることができます。 現在、1グラムあたり数百または数千ドルの費用がかかりますが、近年その費用は指数関数的に減少しています。