En Çekme Dayanımı Hangi Malzemeye Sahip?
En yüksek gerilme mukavemetine sahip malzeme karbon nanotüp lifidir. Aynı zamanda, bilinen en sert malzemedir, çok yüksek elastik bir modül ile kolayca esnemez. Karbon nanotüpler, sadece bir molekül genişliğine sahip silindirlere kıvrılmış grafen levhalar olarak görüntülenebilir.
Bu silindirler, tek duvarlara (SWNT'ler veya tek duvarlı karbon nanotüpler) veya çoklu duvarlara (MWNT'ler veya çok duvarlı karbon nanotüpler) sahip olabilir. Çok duvarlı karbon nanotüpler, atom ölçeği testi için 63 GPa'da (gigapascals) 300 GPa teorik değerinin hemen altında ölçülen, en çok gerilme mukavemetine sahip malzeme olarak ölçülmüştür. Bilim adamları henüz bu gerilme mukavemetini dökme malzemelerde üretememişlerdir, ancak işler devam etmekte ve sonuçta başarılar muhtemel görünmektedir.
Karbon nanotüplerin aksine, yüksek karbonlu çelik yaklaşık 1.2 GPa'lık bir çekme dayanımına sahiptir. Dökme karbon nanotüp lifi, doğal veya suni herhangi bir elyafın en fazla çekme dayanımı olan 1,6 GPa'lık bir çekme dayanımı ile yaratılmıştır. Başka bir büyüklük sırasına göre daha fazla gelişme, önümüzdeki birkaç on yıl boyunca makul görünmektedir. Karbon nanotüp elyafı o kadar güçlüdür ki, 50.000 km uzunluğundaki (31.070 mil) fiber kordon, Dünya yüzeyinden geosenkron senkron yörüngeye uzatılabilir ve kopmaz. Bu konsept uzay asansörü olarak bilinir.
Mayıs 2007'de ABD Deniz Kuvvetleri tarafından finanse edilen araştırmacılar, en uzun 2 mm'yi aşan karbon nanotüpleri yapmayı başardılar. Bu nanotüplerin uzunluk-genişlik oranı yaklaşık 900.000 ila 1'dir. Donanma, demirleme, kargo bağlama vb. Gibi birçok amaç için halatlar kullandığı için mümkün olan en fazla çekme dayanımına sahip elyaflarla ilgilenmektedir. ROV'lar (uzaktan kumandalı araçlar) daha fazla ağırlık almak, daha derine inmek ve daha yakın zamanda kaybedilen dünyanın en gelişmişleri arasında 15 milyon dolarlık bir Japon ROV ışığında ilgili baz istasyonlarına daha güvenilir bir şekilde bağlanabilmeleri için güçlü fırtına Bu nedenle, en fazla gerilme mukavemetine sahip elyaflar, okyanus tabanlarını keşfetme yeteneğimizi artıracaktır.
Benzer faydalar mühendislik ve tasarımın tüm alanlarına yayılabilir. Karbon nanotüp lifi daha uygun hale getirilirse, köprüler çok daha güçlü hale getirilebilirdi. Şu anda gram başına yüzlerce veya binlerce dolara mal oluyor, ancak son yıllarda maliyet katlanarak düşüyor.