Millä materiaalilla on suurin vetolujuus?

Suurin vetolujuus on hiilinanoputkikuitu. Se on myös jäykimpiä tunnettuja materiaaleja, joilla on erittäin korkea kimmoisuus, joten se ei venytä helposti. Hiilinanoputket voidaan visualisoida grafeenilevyinä, jotka ovat käpristyneet vain molekyylin leveiksi sylintereiksi.
Näissä sylintereissä voi olla yksi seinä (SWNT tai yksiseinäiset hiilinanoputket) tai useita seiniä (MWNT tai moniseinäiset hiilinanoputket). Moniseinäiset hiilinanoputket on mitattu materiaalina, jolla on kaikista eniten vetolujuutta.Ne mitataan 63 GPa: ssa (gigapaskalia) atomimittakaavan testauksessa, mikä on selvästi alle teoreettisen 300 GPa: n enimmäismäärän. Tutkijat eivät ole vielä kyenneet tuottamaan tätä vetolujuutta irtotavarana, vaikka työ on käynnissä ja lopulta menestys näyttää todennäköiseltä.

Toisin kuin hiilinanoputket, korkeahiiliteräksen vetolujuus on noin 1.2 GPa. Hiilinanoputkesta valmistetun irtotavaran vetolujuus on 1.6 GPa, joka on lujuus- tai keinotekoisen kuidun vetolujuus yli suuruusluokan. Muut parannukset toisella suuruusluokalla näyttävät uskottavilta tulevina vuosikymmeninä. Hiilinanoputkikuidut ovat niin vahvoja, että 50,000 31,070 km pitkä kuitulanka voitaisiin pidentää Maan pinnalta geosynkroniselle kiertoradalle eikä se rikkoutuisi. Tämä käsite tunnetaan avaruushissinä.

Toukokuussa 2007 Yhdysvaltain laivaston rahoittamat tutkijat onnistuivat valmistamaan hiilen nanoputket, joiden pituus on yli 2 mm, pisin. Näiden nanoletkujen pituus-leveys-suhde on noin 900,000 1: 15. Laivasto on ymmärrettävästi kiinnostunut kuiduista, joilla on mahdollisimman suuri vetolujuus, koska se käyttää köysiä lukuisiin tarkoituksiin, kuten kiinnitykseen, kuorman kiinnittämiseen jne. Vahvemmat kuidut mahdollistavat upotettavat ROV: t (kauko -ohjattavat ajoneuvot) painavat enemmän, kulkevat syvemmälle ja ovat luotettavammin sidottuja tukiasemiinsa, mikä on merkitystä XNUMX miljoonan dollarin japanilaisen ROV: n valossa, maailman kehittyneimpien joukossa, joka menetettiin äskettäin voimakas myrsky. Näin kuidut, joilla on suurin vetolujuus, lisäisivät kykyämme tutkia merenpohjaa.

Samanlaisia ​​etuja voisi levitä kaikille tekniikan ja suunnittelun aloille. Siltoja voitaisiin vahvistaa paljon, jos hiilinanoputkikuidusta tulisi edullisempi. Tällä hetkellä se maksaa satoja tai tuhansia dollareita grammaa kohti, mutta hinta on laskenut räjähdysmäisesti viime vuosina.