Welk materiaal heeft de meest treksterkte?

Het materiaal met de grootste sterkte is koolstof nanobuisvezel. Het is ook het stijfste bekende materiaal, met een enorm hoge elastische modulus, wat betekent dat het niet gemakkelijk uitrekt. Koolstofnanobuisjes kunnen worden gevisualiseerd als grafeenbladen die in cilinders zijn gekruld, slechts een molecuul breed.

Deze cilinders kunnen enkele wanden hebben (SWNT's of eenwandige koolstofnanobuizen) of meerdere wanden (MWNT's of meerwandige koolstofnanobuisjes). Multiwandige koolstofnanobuisjes zijn gemeten als het materiaal met de meest treksterkte van ALL, meten in 63 GPa (Gigapascals) voor testen op atoomschaal, ruim onder het theoretische maximum van 300 GPa. Wetenschappers hebben deze treksterkte nog niet in bulkmaterialen kunnen produceren, hoewel het werk aan de gang is en het uiteindelijke succes lijkt waarschijnlijk.

In tegenstelling tot koolstofnanobuisjes heeft koolstofarbonstaal een treksterkte van ongeveer 1,2 GPa. Bulk koolstof nanobuisvezel is gemaakt met een treksterkte van 1,6 GPa, wat het meest isNsile -sterkte van elke vezels, natuurlijk of kunstmatig, door een orde van grootte. Verdere verbeteringen door een andere orde van grootte lijken de komende decennia aannemelijk. Koolstof nanobuisvezel is zo sterk dat een kabel van de vezel van 50.000 km lange (31.070 mijl) van het aardoppervlak naar de geosynchrone baan kan worden uitgebreid en het zou niet breken. Dit concept staat bekend als een ruimtelift.

In mei 2007 slaagden onderzoekers gefinancierd door de Amerikaanse marine erin om koolstof nanobuisjes te maken met een lengte van meer dan 2 mm, de langste tot nu toe. De lengte-breedte-verhouding van deze nanobuisjes is ongeveer 900.000 tot 1. De marine is begrijpelijkerwijs geïnteresseerd in vezels met de meest treksterkte die mogelijk is, omdat het touwen gebruikt voor talloze doeleinden zoals aanmeren, bevestigende lading, enz.Gebonden aan hun basisstations, relevant in het licht van een Japanse ROV van $ 15 miljoen, een van de meest geavanceerde ter wereld, die onlangs verloren is gegaan in de loop van een sterke storm. Zo zouden vezels met de meest treksterkte ons vermogen om de oceaanvloeren te verkennen, een boost geven.

Vergelijkbare voordelen kunnen zich verspreiden in alle domeinen van engineering en ontwerp. Bridges kunnen veel sterker worden gemaakt als koolstofnanobuisvezel betaalbaarder zou worden. Momenteel kost het honderden of duizenden dollars per gram, maar de kosten zijn de afgelopen jaren exponentieel gedaald.