Nếu bạn nghĩ rằng kim cương là chất liệu cứng nhất trên trái đất, thì đó là một quan điểm hoàn toàn sai lầm. Nhờ vào các công nghệ tiên tiến, các nhà khoa học đã tạo ra những loại “vật liệu siêu cứng” nhân tạo với độ cứng vượt trội hơn nhiều so với kim cương.
Cacbon được xem là một trong những nguyên tố đặc biệt nhất trong tự nhiên, với các tính chất hóa học và vật lý khác biệt so với các nguyên tố khác. Với chỉ 6 proton trong hạt nhân của nó, cacbon là nguyên tố nhẹ nhất có khả năng tạo ra các liên kết hóa học phức tạp. Do khả năng tạo liên kết với tối đa bốn nguyên tử cùng một lúc, tất cả các hình thái sống được biết đến đều dựa trên cacbon.
So với graphene, kim cương vẫn còn kém xa.
Cacbon cũng có thể liên kết với các nguyên tử cacbon khác để hình thành cấu trúc mạng tinh thể ổn định trong điều kiện áp suất cao. Nếu các điều kiện được đáp ứng, các nguyên tử cacbon còn có thể hình thành một cấu trúc rất chắc chắn và cực kỳ cứng được gọi là kim cương.
Dù kim cương được biết đến là chất cứng nhất trên toàn cầu, song thực tế có 6 loại chất liệu khác vượt trội hơn cả kim cương. Tất nhiên, rất khó để đánh giá so sánh giữa kim cương và các chất liệu này, tuy nhiên kim cương vẫn là một trong những chất liệu tự nhiên cứng nhất trên hành tinh chúng ta.
Dưới đây là tóm tắt về 10 siêu vật liệu cứng nhất trên thế giới hiện nay, theo thứ thự tăng dần:.
Chất liệu sinh học của loài Vỏ cây Darwin được coi là vật liệu cứng nhất từ trước đến nay. Nó còn đàn hồi hơn gấp 10 lần so với sợi Kevlar – loại chất liệu được sử dụng để sản xuất áo chống đạn.
Vật liệu silic cacbua (SiC), thường được gọi là moissanite, có độ cứng cao hơn một chút so với kim cương. Từ năm 1893, các hạt silic cacbua đã được sản xuất trên quy mô lớn. Silic và carbon thuộc cùng một nhóm nguyên tố và có thể tạo thành vật liệu cực kỳ cứng này ở áp suất cao và nhiệt độ tương đối thấp thông qua quá trình thiêu kết. Những vật liệu này không chỉ phù hợp với nhiều trường hợp đòi hỏi độ cứng cao như má phanh, ly hợp, giáp thân, giáp xe tăng, v.V., Mà còn có đặc tính bán dẫn xuất sắc. Do đó, chúng đóng một vai trò quan trọng trong sản xuất các linh kiện điện tử.
Những hạt vi nano nhỏ gọi là Nanospheres/Nano-Kevlar có khả năng tự tụ lại được và là loại vật liệu hữu cơ cứng nhất mà con người từng chế tạo ra. Chúng có khả năng tạo ra một lớp áo giáp bọc cơ thể được in ấn.
7. Kim cương: Loại vật liệu tự nhiên cứng nhất trên thế giới này có khả năng chống trầy xước vô địch.
Xuất hiện trong quá trình phun trào núi lửa, wurtzite boron nitride được cho là có độ cứng lý thuyết cao hơn kim cương đến 18%. Tuy nhiên, trong thực tế, chưa có đủ lượng vật liệu để chứng minh giả thuyết này.
Lonsdaleit là một loại tinh thể thuộc hệ tinh thể lục giác, chứa các thành phần tương tự như kim cương nhưng có thể cứng hơn kim cương lên đến 58%. Lonsdaleit được hình thành từ các thiên thạch chứa than chì va chạm với Trái đất và có cấu trúc lục phương giống như kim cương lục phương. Tuy nhiên, hiện vẫn chưa có nghiên cứu thực tế để kiểm nghiệm xem lonsdaleit thực sự cứng hơn kim cương như mô phỏng vì chúng rất hiếm. Kim cương thực sự có cấu trúc tinh thể thuộc hệ tinh thể lập phương.
Dyneema là một loại polyme polyetylen có độ nhớt cao và khối lượng phân tử rất lớn. Chuỗi phân tử của polyetylen có khối lượng phân tử siêu cao, vượt trội hơn rất nhiều so với các loại nhựa khác. Với đặc tính này, sự tương tác giữa các phân tử sẽ được tăng cường đáng kể. Nó còn có khả năng chịu đựng va đập rất tốt, vượt trội hơn so với những loại nhựa nhiệt dẻo khác. Dyneema được xem là vật liệu sợi mạnh nhất trên thế giới, vượt trội hơn tất cả các loại dây buộc và dây kéo hiện có trên thị trường. Điều đặc biệt là nó có khả năng chống đạn và rất nhẹ so với nước.
Vật liệu hợp kim thủy tinh này kết hợp tính độ cứng và sức bền, được xem là loại vật liệu bền nhất hiện nay trên Trái đất. Vật liệu này còn được gọi là thủy tinh kim loại.
Vật liệu siêu nhỏ Buckypaper được sản xuất từ các phân tử carbon có hình dạng ống, có độ dày tương đương với một sợi tóc con người và sức cứng cao hơn thép đến 500 lần, tuy nhiên lại nhẹ hơn 10 lần.
Đây là một loại carbon có độ dày chỉ bằng 1 phân tử, cứng hơn thép tới 200 lần, được gọi là Graphene. Để đâm thủng một tấm graphene mỏng như giấy nhựa saran, bạn cần áp lực tương đương với một con voi đứng trên một chiếc bút chì.
Tôi là Nguyễn Văn Sỹ có 15 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực thiết kế, thi công đồ nội thất; với niềm đam mê và yêu nghề tôi đã tạo ra những thiết kếtuyệt vời trong phòng khách, phòng bếp, phòng ngủ, sân vườn… Ngoài ra với khả năng nghiên cứu, tìm tòi học hỏi các kiến thức đời sống xã hội và sự kiện, tôi đã đưa ra những kiến thức bổ ích tại website nhaxinhplaza.vn. Hy vọng những kiến thức mà tôi chia sẻ này sẽ giúp ích cho bạn!