Który materiał ma największą wytrzymałość na rozciąganie?
Materiałem o największej wytrzymałości na rozciąganie jest nanorurkowe włókno węglowe. Jest to również najtwardszy znany materiał o niezwykle wysokim module sprężystości, co oznacza, że nie łatwo się rozciąga. Nanorurki węglowe można wizualizować jako arkusze grafenu zwinięte w cylindry o szerokości zaledwie cząsteczki.
Cylindry te mogą mieć pojedyncze ściany (SWNT lub nanościenne węglowe nanorurki) lub wiele ścian (MWNT lub wielościenne nanorurki węglowe). Wielościenne nanorurki węglowe zostały zmierzone jako materiał o największej wytrzymałości na rozciąganie ze wszystkich, mierząc przy 63 GPa (gigapaskale) do testów w skali atomowej, znacznie poniżej teoretycznego maksimum 300 GPa. Naukowcy nie byli jeszcze w stanie wytworzyć takiej wytrzymałości na rozciąganie w materiałach sypkich, chociaż prace są w toku i ostateczny sukces wydaje się prawdopodobny.
W przeciwieństwie do nanorurek węglowych stal wysokowęglowa ma wytrzymałość na rozciąganie około 1,2 GPa. Masowe włókno z nanorurek węglowych zostało stworzone z wytrzymałością na rozciąganie wynoszącą 1,6 GPa, która jest największą wytrzymałością na rozciąganie spośród wszystkich włókien, naturalnych lub sztucznych, o ponad rząd wielkości. Dalsze ulepszenia o kolejny rząd wielkości wydają się prawdopodobne w ciągu kilku następnych dziesięcioleci. Włókno nanorurek węglowych jest tak mocne, że przewód o długości 50 000 km (31 070 mil) mógłby zostać przedłużony z powierzchni Ziemi na orbitę geosynchroniczną i nie pękłby. Ta koncepcja jest znana jako winda kosmiczna.
W maju 2007 r. Naukowcom finansowanym przez amerykańską marynarkę wojenną udało się wyprodukować nanorurki węglowe o długości przekraczającej 2 mm, najdłuższej jak dotąd. Stosunek długości do szerokości tych nanorurek wynosi około 900 000 do 1. Marynarka wojenna jest zrozumiała dla włókien o możliwie największej wytrzymałości na rozciąganie, ponieważ wykorzystuje liny do wielu celów, takich jak cumowanie, mocowanie ładunku itp. Silniejsze włókna pozwoliłyby na zanurzenie ROV (pojazdy zdalnie sterowane) ważą więcej, podróżują głębiej i są bardziej niezawodnie przywiązani do swoich stacji bazowych, co jest istotne w świetle japońskiego ROV o wartości 15 milionów dolarów, jednego z najbardziej zaawansowanych na świecie, który został niedawno utracony w trakcie silna burza. Zatem włókna o największej wytrzymałości na rozciąganie zwiększyłyby naszą zdolność do eksploracji dna oceanu.
Podobne korzyści mogą objąć wszystkie dziedziny inżynierii i projektowania. Mosty mogłyby zostać znacznie wzmocnione, gdyby włókno węglowe z nanorurkami stało się bardziej dostępne. Obecnie kosztuje setki lub tysiące dolarów za gram, ale w ostatnich latach koszt gwałtownie spada.