Top 10 Vật Liệu Hóa Học Cứng Nhất Thế Giới

Dưới đây là danh sách 10 vật liệu cứng nhất trên thế giới được xếp theo thứ tự tăng dần về độ cứng:

Tơ nhện

Thật đáng ngạc nhiên phải không? Ai mà ngờ được tơ nhện lại có trong danh sách những vật liệu cứng nhất trên thế giới cơ chứ. Nhưng thực ra có một loài tơ nhện đã được chứng minh rằng nó hoàn toàn xứng đáng nhận vị trí thứ 10 trong bảng xếp hạng này. Đó là tơ của loài nhện Darwin’s Bark ( hay còn có tên khác là Caerostris darwini). Loài nhện này sinh trưởng tại vùng đất Madagascar, ở đây nó có thể sản sinh ra một loại tơ bền dai hơn các sợi tơ nhện thông thường rất nhiều. Cụ thể, loại tơ này được nghiên cứu là chắc hơn sợi Kevlar gấp 10 lần. Cho những ai chưa biết thì sơi Kevlar chính là nguyên liệu để làm nên những chiếc áo chống đạn kiên cố nhất. Đây cũng được xem như vật liệu sinh học cứng và dai nhất hiện nay

Silicon Cacbua

Silicon Cacbua hay còn được gọi với tên khoa học là Carborunđum. Đây dù không được xem là kim loại cứng nhất vũ trụ những cũng đứng thứ 9 trên thế giới hiện nay. Tuy nhiên, Silicon Cacbua trong tự nhiên lại quá quý hiếm, nó chỉ xuất hiện dưới dạng khoáng chất và khoáng chất này được gọi là moissanit. Bắt đầu từ năm 1893 người ta đã sử dụng công nghệ để có thể sản xuất hàng loạt nguyên liệu này, khi đó mục đích chủ yếu là tạo ra chất mài mòn, sử dụng trong các hệ thống máy móc cần độ bền cao nhưu phanh xe, áo chống đạn ….

Nanospheres/Nano-Kevlar

Kevlar như đã nói ở trên là một nguyên liệu dùng để tạo ra áo chống đạn. Kevlar được biết đến như một dạng của sợi tổng hợp para aramid, có chưa các sợi nano nhỏ bé vô cùng làm tăng khả năng liên kết giúp Kevlar trở thành một vật liệu hữu cơ có độ cứng tuyệt vời nhất từ xưa đến nay mà con người có thể tạo ra. Đương nhiên nếu là vật liệu nhân tạo thì việc nó được sử dụng trong quân đội như áo giáo, thuyền buồm hay lốp xe cũng không có gì lạ.

Kim cương

Như bạn đã thấy, Kim cương chỉ được xem như là vật liệu cứng thứ 7 trên thế giới mà thôi. Dù sao thì cũng không thể phủ nhận được độ cứng của nó. Hiện này Kim cương được xem là vật liệu tự nhiên không chỉ cứng mà còn có khả năng chống xước khá cao, vì vậy kim cương mới có thể dùng làm đồ trang sức. Kim cương cùng với than chì là hai dạng hình thái của carbon được biết đến nhiều nhất trong cuộc sống thường ngày hiện nay, trong đó Kim cương có độ cứng và phản xạ ánh sáng tốt. Đây cũng là một lý do khiến cho nó trở thành một vật liệu quý giá trong ngành trang sức. Đồng thời cũng tạo ra bề mặt nhám, và chỉ có kim cương mới cắt kim cương được.  Kim cương là một vật liệu có giá trị lớn, mỗi năm có khoảng 150 triệu cara kim cương được khai thác, nếu tính giá trị ra thì sẽ rơi vào khoảng 10 tỷ USD, một con số không hề nhỏ. Dù sao thì kim cương vẫn là một trong những kim loại cứng nhất hành tinh

6. Wurtzite boron nitride

Đây là vật liệu được tạo ra trong các vụ phun trào núi lửa, Boron nitride là chất chịu nhiệt và cách nhiệt, nó là hợp chất boron và nitơ với công thức hóa học là BN. Do cấu trúc hình lục giác lạ lùng của boron nitride, nên nó có tên là wurtzite boron nitride và theo lý thuyết nó cứng hơn kim cương 18%.

Ở mức áp lực như nhau, trong khả năng chịu đựng của kim cương thì các liên kết trong kim cương phản ứng tương tự. Tuy nhiên, wurtzite boron nitride trở nên mạnh hơn đến gần 80% khi bị áp lực cao hơn thế nên việc tạo ra wurtzite boron nitride khá khó khăn.

5. Lonsdaleite

Về cấu trúc, Lonsdaleite cũng là một dạng hình thù của kim cương, gọi là lục giác kim cương vì có cấu trúc tinh thể hình lục giác. Loại vật liệu này được hình thành khi các thiên thạch chứa than chì va chạm với vào Trái Đất, nhiệt độ cao và áp lực của tác động đã biến đổi từ than chì thành kim cương, nhưng vẫn giữ được hình lục giác graphite của mạng tinh thể.

Lonsdaleite xuất hiện lần đầu tiên vào năm 1967 từ thiên thạch Canyon Diablo. Nó có màu nâu vàng, chỉ số khúc xạ là 2,40-2,41 cùng trọng lượng riêng là 3,2-3,3. Dựa trên tính toán, nó có cứng hơn 58% so với kim cương.

Dyneema

Là loại chất dẻo tổng hợp polythen ở dạng sợi có độ cứng lớn nhất trên thế giới. Với đặc điểm là nhẹ hơn nước (khối lượng riêng của Dyneema là 0.97), nó có thể nổi trên mặt nước. Dyneema cứng hơn thép gấp 15 lần, nó có thể chống được đạn bắn từ xa. Vì vậy, nó được sử dụng để chế tạo vật liệu siêu dẫn, áo giáp chống đạn, kết cấu chống đạn cho ô tô, máy bay,…

3. Thủy tinh kim loại 

Nghe có vẻ hơi kỳ quặc nhưng thực tế loại vật liệu này có có cả tính chất của thủy tinh và của kim loại. Các nguyên tử kim loại sắp xếp có trật tự hay tinh thể, các nguyên tử trong thủy tinh kim loại ở trạng thái vô định hình, giống như dạng lỏng hoặc thủy tinh. Ở dạng hợp kim tinh thể, các nguyên tử nằm trong vùng gọi là “thớ” và ranh giới giữa các thớ này là một nhược điểm trong vật liệu; tuy nhiên, thủy tinh kim loại bền hơn nhiều do không có những ranh giới như vậy.

2. Giấy Bucky

Giấy Bucky là vật liệu nano được hình thành từ các phân tử carbon hình ống, vô cùng mỏng ( nó còn mỏng hơn 1 sợi tóc người tới 50.000 lần). Giấy Bucky nhẹ hơn thép 10 lần nhưng lại bền hơn 500 lần so với thép.

Một tờ giấy Bucky trông giống như giấy dùng cho máy đánh chữ carbon kiểu cũ nhưng nó cứng hơn nhiều lần so với khối lượng tương đương của thép. Giấy Bucky cũng có độ dẫn nhiệt tốt và phản xạ quang học thấp.

1. Graphen (graphene)

Dẫn đầu về độ cứng trong danh sách là Graphen (hay gọi là graphene). Nó có hình dạng là tấm phẳng dày bằng một lớp nguyên tử của các nguyên tử cacbon với liên kết sp2 hình thành tinh thể dạng tổ ong. Graphen là tên được ghép từ “graphit” (than chì) nối với hậu tố “-en”, có nghĩ là than chì được ghép lại từ nhiều tấm graphen, chiều dài liên kết cacbon-cacbon là 0,142 nm

Graphen là phần tử cấu trúc cơ bản của một số hình thù bao gồm: than chì, ống nano cacbon và fulleren. Muốn chọc thủng một lớp Graphen có độ mỏng như 1 tờ giấy nhựa thông thường thì bạn cần áp lực tương đương với một con voi châu Phi đứng thăng bằng trên 1 cái bút chì.

Nguồn : hanimex tổng hợp internet