Ang pinakamabigat na sangkap sa uniberso. Ang pinakamalakas na sangkap sa Uniberso ay natagpuan (4 na larawan) Ang pinakamatibay na materyal sa mundo
Solid Materials Ngayon
Ang pinakamahirap na materyal na umiiral ngayon ay ultra-hard fullerite (humigit-kumulang 1.17-1.52 beses na mas mahirap kaysa sa brilyante). Gayunpaman, ang materyal na ito ay magagamit lamang sa mga mikroskopikong dami. Ang pinakamahirap na karaniwang sangkap ay brilyante. Bilang karagdagan, mayroong impormasyon na napatunayan ng isang grupo ng mga Amerikano at Tsino na siyentipiko na ang espesyal na naprosesong lonsdaleite ay 58% na mas mahirap kaysa sa brilyante.
Lonsdaleite kumakatawan sa isa sa mga allotropic na pagbabago ng carbon. Ang istraktura ng kristal na sala-sala nito ay kahawig ng brilyante. Para dito, ang materyal na ito ay nakatanggap ng pangalawang pangalan - heksagonal na brilyante. Ang pagkakaiba ay ang unit cell ng lonsdaleite ay naglalaman ng apat na atomo, habang ang unit cell ng brilyante ay naglalaman ng walo. Gayunpaman, ayon sa mga mananaliksik, hindi malamang na ang bagong materyal ay makakahanap ng praktikal na aplikasyon, kaya ang pagsasaalang-alang sa mga teoretikal na katangian nito sa sandaling ito ay walang kahulugan.
Fullerite ay isang molekular na kristal, sa mga lattice node kung saan mayroong mga fullerene molecule.
brilyante- mineral, isa sa mga allotropic na anyo ng carbon.
Katigasan- ang pag-aari ng isang materyal upang labanan ang pagtagos ng isa pa, mas solidong katawan dito.
FULLERITE - ISANG BAGONG ANYO NG CARBON
Bagong materyal para sa pananaliksik
I. V. ZOLOTUKHIN, Voronezh Technical University
PANIMULA
Noong 1990, isang boom sa gawaing pananaliksik ang lumitaw sa mga physicist at chemist, sanhi ng anunsyo ng pagtuklas ng isang bagong sangkap - fullerite, na binubuo ng mga molekula ng carbon - fullerenes. Ang istraktura ng fullerite, mga katangian nito, mga pamamaraan ng produksyon - lahat ng mga isyung ito ay naging pokus ng pansin ng mga mananaliksik. Ang mga mayayamang posibilidad ay nagbukas para sa paglikha, batay sa bagong substansiya, ng iba't ibang uri ng mga compound at istruktura na may hindi pangkaraniwang katangian ng physicochemical.
Ang Fullerite ay isang allotropic modification ng carbon. Samakatuwid, bago magpatuloy upang isaalang-alang ang istraktura, mga katangian at posibleng mga lugar ng aplikasyon, alalahanin natin ang pinakamalapit na "mga kamag-anak" ng bagong sangkap - grapayt at brilyante.
Ang isa sa mga mala-kristal na pagbabago ng carbon ay grapayt. Ang kahanga-hangang materyal na ito ay nakakahanap ng malawak na aplikasyon sa isang malawak na iba't ibang mga lugar ng aktibidad ng tao - mula sa paggawa ng lapis ay humahantong sa neutron moderation unit sa mga nuclear reactor.
Ang pag-aayos ng mga carbon atom sa kristal na istraktura ng grapayt ay medyo hindi pangkaraniwan. Ang mga indibidwal na atom ay nagsasama-sama upang bumuo ng mga hexagonal na singsing na bumubuo ng isang network na katulad ng isang pulot-pukyutan. Maraming ganoong mga grid ang matatagpuan sa ibabaw ng bawat isa sa mga layer. Ang distansya sa pagitan ng mga atomo na matatagpuan sa vertices ng mga regular na hexagons ay 0.142 nm. Ang mga kalapit na atomo sa loob ng bawat layer ay konektado sa pamamagitan ng napakalakas na covalent bond, kaya ang layer ng mga atom na bumubuo ng isang hexagonal network ay medyo malakas at matatag. Ngunit ang mga layer sa grapayt ay nasa isang medyo magalang na distansya mula sa bawat isa: ito ay katumbas ng 0.335 nm, na higit sa dalawang beses ang distansya sa pagitan ng mga carbon atom sa isang hexagonal network. Ang malaking distansya sa pagitan ng mga layer ay tumutukoy sa kahinaan ng mga puwersa na nagkokonekta sa mga layer. Ang istrukturang ito - ang mga malalakas na layer na mahinang konektado sa isa't isa - ay tumutukoy sa mga partikular na katangian ng grapayt: mababang tigas at ang kakayahang madaling ma-delaminate sa maliliit na mga natuklap.
Kakaiba ang brilyante
Ang isa pang mala-kristal na pagbabago ng carbon ay ang brilyante ay isang ganap na natatanging sangkap. Ang bawat carbon atom sa istraktura ng brilyante ay matatagpuan sa gitna ng isang tetrahedron, ang mga vertice nito ay ang apat na pinakamalapit na atomo. Ang mga katabing atomo ay konektado sa isa't isa sa pamamagitan ng mga covalent bond. Tinutukoy ng istrukturang ito ang mga katangian ng brilyante, ang pinakamatigas na sangkap na kilala sa Earth.
Ang pag-aaral ng dalawang anyo ng purong carbon ay may mahabang kasaysayan. Sa iba't ibang panahon, natuklasan ng mga kilalang chemist at materyales na siyentipiko ang iba pang mga anyo ng carbon, tulad ng amorphous carbon, carbyne, white carbon, atbp. Gayunpaman, ang lahat ng mga form na ito ay mga composite, iyon ay, isang pinaghalong maliliit na fragment ng grapayt at brilyante. Hanggang kamakailan, pinaniniwalaan na mayroon lamang dalawang paraan upang ayusin ang mga atomo ng carbon sa espasyo upang makuha ang mala-kristal na anyo ng carbon. Ang sitwasyong ito ay dapat ituring na lubhang nakakagulat. Sa katunayan, higit sa isang milyong compound ng carbon na may iba pang mga elemento ay kasalukuyang kilala. Ang kanilang pag-aaral ay paksa ng isang malaking sangay ng agham - organic chemistry. Kasabay nito, ang pananaliksik sa larangan ng purong carbon chemistry ay nagsimula kamakailan. Sa nakalipas na 10 taon, ang pangunahing pananaliksik ay minarkahan ng mga natitirang tagumpay sa pagkuha ng panimulang bagong ikatlong anyo ng purong carbon, na tatalakayin sa ibaba.
FULLERENES - MOLECULAR NA ANYO NG CARBON
Ang bagong anyo ng carbon ay mahalagang bago. Sa kaibahan sa unang dalawa, grapayt at brilyante, na ang istraktura ay isang pana-panahong sala-sala ng mga atomo, ang ikatlong anyo ng purong carbon ay molekular. Nangangahulugan ito na ang pinakamababang elemento ng istraktura nito ay hindi isang atom, ngunit isang molekula ng carbon. Anong molekula! Lumalabas na ang purong mga molekula ng carbon ay isang saradong ibabaw, na hugis tulad ng isang sphere o spheroid. Ang nasabing mga molekula ay tinawag na fullerenes bilang parangal sa Amerikanong imbentor at arkitekto na si Richard Buckminster Fuller, na noong 1954 ay nakatanggap ng patent para sa mga istruktura ng gusali sa anyo ng mga hexagons at pentagons na bumubuo sa isang hemisphere o hemispheroid, na maaaring magamit bilang mga bubong ng malalaking gusali. (mga sirko, exhibition pavilion, atbp.) .
Maraming interes sa molecular carbon ang lumitaw noong 1985 sa pagtuklas ng 60-atom molecule C60. Bilang karagdagan, natuklasan ang mga molekula na C70, C76, C84, atbp. Lahat ng mga ito ay may hugis ng saradong ibabaw kung saan matatagpuan ang mga carbon atom.
Istraktura ng fullerenes
Ang pangunahing elemento ng istraktura ng fullerenes ay isang hexagon, sa mga vertices kung saan matatagpuan ang mga carbon atoms. Tulad ng nakita natin kanina, ang mga katulad na hexagons ay katangian din ng istraktura ng grapayt. Batay dito, makatuwirang ipagpalagay na ang grapayt ay dapat gamitin bilang panimulang materyal para sa synthesis ng fullerenes. Ito talaga ang nangyayari. Matatag na ngayon na itinatag na ang pinaka-epektibong paraan upang makakuha ng fullerenes ay ang thermal decomposition ng layered structure ng graphite sa maliliit na fragment, kung saan nabuo ang C60 at iba pang closed carbon molecules.
Kung ipagpalagay natin na ang molekula ng C60 ay binubuo lamang ng mga hexagonal graphite fragment, kung gayon ang radius nito ay dapat na katumbas ng 0.37 nm. Sa katunayan, ang eksaktong halaga ng C60 radius, na itinatag ng X-ray diffraction analysis, ay 0.357 nm. Ang halagang ito ay naiiba lamang ng 2% mula sa kinakalkula. Ang pagkakaiba sa radii ay dahil sa ang katunayan na ang mga carbon atom ay matatagpuan sa isang spherical surface sa vertices ng 20 regular na hexagons na minana mula sa graphite at 12 regular na pentagons na lumitaw sa panahon ng pagbuo ng C60. Maaari itong ipakita na ang isang patag na ibabaw ay madaling mailagay mula sa mga regular na hexagons, ngunit ang isang saradong ibabaw ay hindi maaaring mailagay sa kanila: ang bahagi ng mga hexagonal na singsing ay dapat na gupitin upang ang mga pentagons ay nabuo mula sa mga hiwa na bahagi. Ang isang bola ng soccer ay natahi sa eksaktong parehong paraan. Ang gulong nito ay binubuo din (at ito ay madaling makita) mula sa pentagonal at hexagonal flaps ng balat na bumubuo ng isang spherical surface.
Kaya, ang mga istrukturang elemento ng fullerenes ay katulad ng mga istrukturang elemento ng grapayt. Ang isang flat mesh ng mga hexagons (sa kaso ng graphite) ay nakatiklop at tinatahi sa isang closed sphere o spheroid. Sa kasong ito, ang ilang mga hexagon ay na-convert sa mga pentagon.
PAGKUHA NG FULLERENES AT FULLERITE
Pag-install para sa paggawa ng fullerenes sa pamamagitan ng thermal evaporation ng graphite. Ang pamamaraang ito ay binuo noong 1990. Ang mga cylindrical rod ng spectraly pure graphite na may diameter mula 1 hanggang 6 mm ay ginagamit bilang hilaw na materyales. Ang mga sharpened dulo ng rods ay konektado, at isang kasalukuyang ng 150 - 200 A ay dumaan sa pamamagitan ng mga ito. Parehong direktang at alternating kasalukuyang ay maaaring gamitin. Kapag ang kasalukuyang ay dumaan sa punto ng contact, ang isang electric arc ay nangyayari at ang grapayt ay nagsisimulang sumingaw. Ang pag-init ay dapat na katamtaman upang hindi ang mga indibidwal na carbon atom ay nahiwalay sa mga rod, ngunit ang buong mga fragment ng mga layer ng grapayt na binubuo ng mga carbon hexagons. Ang evaporated graphite ay idineposito sa mga dingding ng silid sa anyo ng soot.
Ang inilarawan na proseso ay isinasagawa sa isang silid kung saan ang isang vacuum ng pagkakasunud-sunod ng 10-6 Torr ay dati nang nilikha. Ang silid ay pagkatapos ay puno ng helium gas. Ito ay pinaniniwalaan na ang helium atoms ay may kakayahang epektibong mag-alis ng labis na enerhiya mula sa mga fragment ng grapayt na umalis sa electric arc zone. Bilang karagdagan, dinadala ng helium ang enerhiya na inilabas kapag ang mga fragment ay pinagsama sa mga molekulang fullerene. Ang pinakamainam na presyon ng helium sa silid sa panahon ng pagsingaw ng grapayt ay nasa hanay na 50 - 100 Torr. Ang hexagonal graphite fragment na pinalamig sa helium gas ay nagsisilbing "mga bloke ng gusali" para sa pagbuo ng mga molekulang C60 at C70.
Upang ihiwalay ang mga purong fullerenes, ang soot na idineposito sa mga dingding ng evaporation chamber ay natunaw sa methylbenzene (toluene). Sa kasong ito, ang mga fullerenes ay napupunta sa solusyon, at ang mga hindi na-react na mga fragment ng grapayt ay namuo. Maaaring isagawa ang sedimentation sa isa sa tatlong paraan: pagsasala, pag-ikot ng solusyon sa isang centrifuge, o pagkuha gamit ang isang Soxhlet apparatus. Ang resulta ay isang kulay pulang alak na likido, na pagkatapos ay inilalagay sa isang pangsingaw. Ang Toluene ay sumingaw, at ang mga fullerenes ay nahuhulog sa ilalim at mga dingding ng sisidlan sa anyo ng itim na pulbos, ang masa nito ay halos 10% ng masa ng orihinal na graphite soot. Ang pulbos ay naglalaman ng mga molekula ng C60 at C70 sa isang ratio na 85: 15. Upang paghiwalayin ang mga fullerenes na ito, ginagamit ang likidong column chromatography, na nangangailangan ng malaking halaga ng mga solvents. Ang kulay ng purong C60 sa solusyon ay aniline red, samantalang ang kulay ng C70 solution ay orange.
Kapag ang isang solusyon ng purong C60 ay sumingaw, isang bagong mala-kristal na substansiya ay nabuo, na tinatawag na "fullerite". Ang solid fullerite ay unang naobserbahan nina Kretschmer at Huffman noong Mayo 1990 sa isa sa mga laboratoryo ng Institute of Nuclear Physics sa Heidelberg (Germany). Ang Fullerite ay ang ikatlong anyo ng purong carbon, sa panimula ay naiiba sa parehong brilyante at grapayt.
FULLERITE CRYSTALS
Ito ay itinatag na ang fullerite ay may mataas na antas ng crystalline order. Ang mga molekula ng C60 sa temperatura ng silid ay namumuo sa isang malapit na istraktura, kung saan ang bawat molekula ay may 12 pinakamalapit na kapitbahay. Mapapatunayan na mayroong dalawang magkadikit na istruktura. Sa crystallography (ang agham ng istraktura ng mga kristal) ang mga ito ay tinatawag na face-centered cubic (FCC) at hexagonal lattices. Sa crystalline fullerite, ang mga molekula ng fullerene ay bumubuo ng isang fcc lattice. Dahil ang isang 60-atom na molekula ay may diameter na 0.71 nm, ang mga sukat ng unit cell ng isang fcc sala-sala ay lubos na kahanga-hanga: ang bawat panig ng kubo ay 1.42 nm, at ang distansya sa pagitan ng pinakamalapit na mga kapitbahay ay halos 1 nm. Sa mga kristal na binubuo ng mga atomo at pagkakaroon ng fcc sala-sala, ang gilid ng isang kubo ay karaniwang hindi lalampas sa 0.4 nm, at ang distansya sa pagitan ng pinakamalapit na kapitbahay ay 0.3 nm.
Gamit ang nuclear magnetic resonance method, napatunayan na ang mga C60 molecule, na sumasakop sa ilang mga lugar sa isang face-centered na sala-sala, sa temperatura ng kuwarto ay patuloy na umiikot sa paligid ng posisyon ng balanse na may dalas na 1012 s-1. Ang ganitong pag-ikot ay isang makabuluhang interference kapag ito ay kinakailangan upang matukoy ang posisyon ng carbon atoms sa C60 molecule mismo. Sa kabutihang palad, habang bumababa ang temperatura, bumabagal ang pag-ikot ng mga molekula at ganap na humihinto sa napakababang temperatura.
Ito ay kagiliw-giliw na tandaan na kapag ang temperatura ay bumaba sa 249 K, ang fullerite ay sumasailalim sa isang first-order phase transformation, kung saan ang fcc lattice ay muling inayos sa isang simpleng cubic one. Sa kasong ito, ang dami ng fullerite ay tumataas ng 1%.
MGA KATANGIAN NG FULLERENES AT FULLERITE
Makatuwirang ipagpalagay na ang isang sangkap na binubuo ng gayong kamangha-manghang mga molekula ay magkakaroon ng hindi pangkaraniwang mga katangian. Ang isang fullerite na kristal ay may densidad na 1.7 g/cm3, na mas mababa kaysa sa density ng graphite (2.3 g/cm3) at, higit pa rito, brilyante (3.5 g/cm3). Oo, ito ay naiintindihan - pagkatapos ng lahat, ang mga molekula ng fullerene ay guwang.
Ang fullerite ay hindi masyadong chemically reactive. Ang molekula ng C60 ay nananatiling matatag sa isang hindi gumagalaw na kapaligiran ng argon hanggang sa mga temperatura ng pagkakasunud-sunod ng 1200 K. Gayunpaman, sa pagkakaroon ng oxygen, ang makabuluhang oksihenasyon ay sinusunod na sa 500 K na may pagbuo ng CO at CO2. Ang proseso, na tumatagal ng ilang oras, ay humahantong sa pagkasira ng fcc lattice ng fullerite at pagbuo ng isang hindi maayos na istraktura kung saan mayroong 12 oxygen atoms bawat paunang C60 molecule. Sa kasong ito, ang fullerenes ay ganap na nawala ang kanilang hugis. Sa temperatura ng silid, ang oksihenasyon ay nangyayari lamang kapag na-irradiated ng mga photon na may enerhiya na 0.5 - 5 eV. Ang pag-alala na ang enerhiya ng mga nakikitang light photon ay nasa hanay na 1.5 - 4 eV, dumating tayo sa konklusyon: ang purong fullerite ay dapat na nakaimbak sa dilim.
Ang mga fullerite ay madaling matunaw sa mga non-polar solvents. Ang pinakakilalang mga solvent ay bumubuo sa sumusunod na serye sa pagkakasunud-sunod ng pagbaba ng solubility ng fullerites: carbon disulfide (CS2), toluene (C7H8), benzene (C6H6), carbon tetrachloride (CCl4), decane (C10H22), hexane (C6H14), pentane (C5H12).
Conductivity at superconductivity ng fullerenes
Ang solid fullerite ay isang semiconductor na may band gap na 1.5 eV. Nangangahulugan ito na kapag na-irradiated ng ordinaryong nakikitang liwanag, bumababa ang electrical resistance ng isang fullerite crystal. Ito ay lumiliko na hindi lamang purong fullerite, kundi pati na rin ang iba't ibang mga mixtures nito sa iba pang mga sangkap ay may photoconductivity. Ang isa sa mga unang matagumpay na pagtatangka sa direksyon na ito ay ang mga sumusunod: ang polymer polyvinylcarbazole sa halagang 1.5 at 0.04 g ng fullerite ay natunaw sa 12 ml ng toluene. Ang isang aluminum plate ay pinahiran ng inihandang solusyon. Ang kapal ng mga layer ay nag-iiba mula 1 hanggang 30 µm. Tulad ng nangyari, ang photoabsorption spectrum ng nagresultang timpla ay ganap na sumasaklaw sa nakikitang hanay (mga wavelength mula 280 hanggang 680 nm). Sa kasong ito, ang quantum yield na may paggalang sa pagbuo ng mga pares ng electron-hole ay 0.9. Sa madaling salita, ang bawat insidente ng photon (light quantum) ay gumagawa ng average na 0.9 electron sa nagresultang materyal. Mula sa puntong ito ng view, ang materyal na isinasaalang-alang ay ang pinakamahusay sa mga organic na photoconductive na materyales.
Napakakagiliw-giliw na mga resulta ay nakuha sa pamamagitan ng pagdaragdag ng potasa o sodium sa mga mala-kristal na pelikula ng C60. Ito ay lumabas na ang pagdaragdag ng isang alkali metal ay humahantong sa isang pagtaas sa electrical conductivity ng naturang mga pelikula sa pamamagitan ng ilang mga order ng magnitude. Sa kasong ito, ang estado na may metal na kondaktibiti ay tumutugma sa istraktura M3C60, kung saan ang M ay isang alkali metal na atom.
Noong unang bahagi ng 1991, natuklasan na ang pagdaragdag ng mga atomo ng potassium sa mga pelikulang C60 ay nagiging sanhi ng mga ito na maging superconducting sa 19 K, i.e. ang electrical resistance ng naturang mga pelikula ay nagiging zero. Ang istraktura ng RbCs2C60 ay nagiging superconducting na sa 33 K, at ang RbTlC60 alloy sa 42.5 K. Malamang na ang mga temperatura ng pagkakasunud-sunod ng 100 K ay maaaring maabot sa malapit na hinaharap.
Mga compound ng fullerenes na may iba pang mga elemento
Naitatag na ngayon na ang mga fullerenes ay maaaring maging batayan para sa paglikha ng maraming mga compound na may iba pang mga elemento. Ang isa sa mga pinaka-kawili-wili at nakatutukso na mga problema sa direksyon na ito ay ang pagpapakilala ng mga atomo ng iba't ibang elemento sa molekula ng C60. Alam na ngayon na higit sa isang katlo ng mga elemento ng periodic table ay maaaring ilagay sa loob ng C60 molecule. Mayroon nang mga ulat ng pagpapakilala ng mga atomo ng lanthanum, nickel, sodium, potassium, rubidium, at cesium. Mula sa puntong ito ng pananaw, ang mga atomo ng mga bihirang elemento ng lupa tulad ng terbium, gadolinium at dysprosium, na may binibigkas na magnetic properties, ay talagang kaakit-akit. Ang fullerene kung saan matatagpuan ang naturang atom ay dapat magkaroon ng mga katangian ng isang magnetic dipole, ang oryentasyon nito ay maaaring kontrolin ng isang panlabas na magnetic field.
Ang pag-asam ng paggamit ng fullerenes bilang batayan para sa paglikha ng isang daluyan ng imbakan na may napakataas na density ng impormasyon ay lumitaw. Tulad ng nalalaman, ang mga magnetic disk ay kasalukuyang malawak na ginagamit bilang mga aparato sa pag-iimbak ng impormasyon. Sa kasong ito, ang daluyan ng impormasyon ay isang manipis na pelikula ng ferromagnetic metal, na ginagawang posible na makakuha ng density ng pag-record sa ibabaw ng pagkakasunud-sunod ng 107 bits/cm2. Ang mga optical disk, na ang operasyon ay batay sa teknolohiya ng laser, ay ginagawang posible upang makamit ang isang bahagyang mas mataas na density ng impormasyon, sa pagkakasunud-sunod ng 108 bits/cm2. Kung, gayunpaman, ang mga fullerene magnetic dipoles na matatagpuan sa ibabaw ng hard disk sa layo na 5 nm mula sa isa't isa ay ginagamit bilang mga carrier ng impormasyon, kung gayon ang density ng pag-record ay aabot sa isang kamangha-manghang halaga na 4 "1012 bits/cm2. Ang pagpapatupad ng ang mga kagamitang ito ay magbibigay sa sangkatauhan ng walang katulad na kapangyarihan sa impormasyon. Halimbawa, magiging posible na itala ang mga nilalaman ng lahat ng mga aklat na nai-publish sa mundo mula nang dumating ang pag-print sa isang floppy disk na may modernong format.
Napaka-kagiliw-giliw na mga resulta ay nakamit sa synthesis ng polymers batay sa fullerenes. Sa kasong ito, ang C60 fullerene ay nagsilbing batayan ng polymer chain, at ang koneksyon sa pagitan ng mga molekula ay isinasagawa gamit ang mga singsing na benzene. Ang istraktura na ito ay nakatanggap ng matalinghagang pangalan na "kuwerdas ng mga perlas". Ito ay kung paano na-synthesize ang mga organometallic polymers ng (C60Pd)n at (C60Pd2)n type.
Fullerite bilang panimulang materyal para sa paggawa ng brilyante
Kamakailan lamang, ipinakita na ang polycrystalline fullerite ay maaaring gawing brilyante sa presyon na 2 "105 atm lamang at sa temperatura ng silid. Sa ngayon, gaya ng nalalaman, upang gawing brilyante ang polycrystalline graphite, isang presyon ng (3 - 5) "106 atm at isang temperatura na 1200 ay kinakailangan ╟S. Kaya, ang mga fullerite ay ang pinaka-promising raw na materyal para sa synthesis ng pinakamahirap at pinakamahal na materyal - brilyante.
PAGGAMIT NG FULLERENES
Noong Mayo 1994, sa World Conference sa San Francisco, malawakang tinalakay ang praktikal na paggamit ng fullerenes sa electronics. Ang pinakamalaking pang-internasyonal na pang-industriya na korporasyon, ang Mitsubishi, ay nagpasya na gumamit ng fullerenes bilang batayan para sa paggawa ng mga rechargeable na baterya, ang prinsipyo ng pagpapatakbo nito ay batay sa reaksyon ng pagdaragdag ng hydrogen, katulad ng kung ano ang nangyayari sa mga laganap na metal hydride nickel na baterya. Ang pagkakaiba ay ang mga bateryang nakabatay sa fullerenes ay may kakayahang mag-imbak ng humigit-kumulang limang beses na mas maraming hydrogen at, samakatuwid, ang kanilang kapasidad ay limang beses na mas malaki. Bilang karagdagan, ang mga fullerene na baterya ay nailalarawan sa mababang timbang, pati na rin ang mataas na kaligtasan sa kapaligiran at sanitary. Ito ay pinlano na malawakang gamitin ang mga naturang baterya upang paganahin ang mga personal na computer at hearing aid.
Tinatalakay ang mga isyu sa paggamit ng fullerenes upang lumikha ng mga photodetector at optoelectronic na aparato, mga pelikulang mala-brilyante at brilyante, mga gamot, superconducting na materyales, at pati na rin bilang mga tina para sa mga makinang pangkopya.
Maraming pansin ang binabayaran sa problema ng paggamit ng fullerenes sa gamot at pharmacology. Ang isa sa mga kahirapan ay ang paglikha ng nalulusaw sa tubig, hindi nakakalason na fullerene compound na maaaring ipasok sa katawan ng tao at maihatid ng dugo sa organ na napapailalim sa therapeutic action. Nagkaroon na ng progreso sa paglutas ng problemang ito. Ang isa sa mga unang compound ng ganitong uri ay na-synthesize sa batayan ng diphenethylaminosaccinite at aktibong ginagamit sa medikal at biological na mga eksperimento na may fullerenes. Ang ideya ng paglikha ng mga gamot na anti-cancer batay sa nalulusaw sa tubig na endohedral compound ng fullerenes na may radioactive isotopes (endohedral compounds ay fullerene molecule na may isa o higit pang mga atom ng anumang elemento na nakalagay sa loob ng mga ito) ay malawak na tinatalakay.
Halaga ng fullerene
KONGKLUSYON
Sa simula ng 1995, ang 1 gramo ng fullerite ay nagkakahalaga ng halos 100 US dollars. Ang ganitong mataas na gastos ay dahil sa ang katunayan na ang mga umiiral na pamamaraan para sa paggawa at paglilinis ng fullerenes ay napaka hindi perpekto at mababang produktibidad (mga 1 gramo bawat oras). Samakatuwid, ang pinaka-kagyat na gawain ay upang bumuo ng mga bagong epektibong pamamaraan para sa kanilang produksyon. Gayunpaman, posible na ang pinakamurang paraan upang makakuha ng fullerenes sa tapos na anyo ay mula sa bituka ng lupa. Hindi pa nagtagal ay nalaman na ang natural na carbon-containing mineral shungite, ang mga reserbang kung saan sa Karelia ay umaabot sa daan-daang milyong tonelada, ay naglalaman ng 0.1% fullerenes. Kaya, hanggang sa isang kilo ng fullerite ay maaaring makuha mula sa bawat tonelada ng mineral, kaya ang susunod na hakbang ay ang pagbuo ng isang pang-industriya na paraan para sa pagkuha ng fullerenes mula sa shungite.
Ang karagdagang pag-unlad ng gawaing nauugnay sa paggawa ng mga molekula ng endohedral C60 ay kinakailangan. Bilang resulta, ang mga fullerite na may espesyal, praktikal na mahalaga, mga katangian ng physicochemical ay maaaring makuha. Ang pananaliksik sa biologically active fullerene compound ay isang priyoridad. Ang isa sa pinakamahalagang gawain ay upang linawin ang mga pattern ng akumulasyon ng mga compound ng fullerene sa mga organo at tisyu. Ang paglutas sa problemang ito ay maaaring humantong sa synthesis ng mga bagong lubos na epektibong gamot.
Kaya, ang mga fullerenes, na natuklasan bilang isang resulta ng purong pisikal na pananaliksik, ay kasalukuyang nakakaakit ng atensyon hindi lamang ng mga physicist, kundi pati na rin ng mga chemist, power engineer, materyales na siyentipiko, doktor at biologist. Posible na ang pananaliksik sa lugar na ito ay hahantong sa qualitatively na mga bagong resulta sa isang pandaigdigang sukat, tulad noong unang bahagi ng limampu, nang magsimula ang malawakang paggamit ng mga semiconductor, na naging batayan para sa pag-unlad ng teknolohiya ng impormasyon.
PANITIKAN
1. Zharikov O.V. // Kalikasan. 1992. ╧ 3. P. 68.
2. Smalley R.E. // Nav. Res. Sinabi ni Rev. 1991. V. 43. P. 3.
3. Huffman D.R. // Physics Ngayon. 1991. ╧ 11. P. 26.
* * *Ivan Vasilievich Zolotukhin - Doktor ng Teknikal na Agham, Propesor ng Voronezh Technical University. Lugar ng mga pang-agham na interes - pisika ng hindi maayos na condensed matter. Ang pangunahing pananaliksik ay nauugnay sa paglutas ng mga problema sa physicochemical ng paglikha ng mga bagong amorphous na metal na materyales na may hindi pangkaraniwang pisikal na katangian. I.V. Si Zolotukhin ang may-akda ng dalawang monograp at higit sa 230 na artikulo. Sa mga nagdaang taon, ang mga pagsisikap na pang-agham ay naglalayong bumuo ng mga pamamaraan para sa pagkuha at pag-aaral ng mga pisikal na katangian ng nanocrystalline alloys, fractal structures at fullerenes.
DIAMOND - CARBON MODIFICATION
brilyante- isang ganap na hindi mapapalitang materyal sa iba't ibang larangan ng aktibidad ng tao, mula sa mga industriya ng alahas at pagmamanupaktura hanggang sa electronics at espasyo. At ang lahat ng ito ay dahil sa mga natatanging katangian nito: tigas at paglaban sa pagsusuot, mataas na thermal conductivity at optical transparency, mataas na refractive index at malakas na pagpapakalat, paglaban sa kemikal at radiation, pati na rin ang posibilidad ng doping na may mga electrical at optically active impurities. Ang malalaki at sobrang dalisay na natural na mga diamante ay napakabihirang, kaya hindi nakakagulat na ang matagumpay na pagtatangka na gumawa ng mga ito ay may malaking interes.
Ang mataas na presyo ng mga batong ito ay ipinaliwanag hindi lamang ng kanilang mga espesyal na katangian, kundi pati na rin ng antas ng monopolisasyon sa kalakalan: ang De Beers International Corporation, na kumokontrol sa 70-80% ng mga natural na diamante na ibinibigay sa merkado, ay nagpapanatili ng mga kilalang presyo para sa sa kanila nang higit sa isang siglo. Ang pag-unlad ng pang-industriya na produksyon ng mga teknikal at mga analogue ng alahas sa ikalawang kalahati ng ika-20 siglo, tila, ay dapat na bawasan ang halaga ng pinakamahirap at pinakamagagandang bato sa Earth, ngunit hindi ito nangyari. Ito ay nagkakahalaga ng agad na linawin na ngayon lamang ang mga maliliit na bato na may diameter na hanggang 0.6 mm ay lumaki sa tonelada, na ginagamit bilang mga hilaw na materyales para sa paggawa ng mga nakasasakit na tool. At ang mga presyo para sa kanila ay talagang bumagsak pagkatapos ng pag-unlad ng teknolohiyang ito at umabot sa halos 10 sentimo kada carat. Gayunpaman, walang pagbagsak sa mga presyo para sa mga diamante ng alahas ay inaasahan pa, dahil ang kanilang paglilinang ay medyo mahal.
Kasabay nito, ang mga natural na diamante ay hindi maaaring ganap na matugunan ang mga pangangailangan ng agham, teknolohiya at industriya. Halimbawa, ang industriya ng tool, metal at stone processing ay nangangailangan ng humigit-kumulang 4 na beses na mas maraming diamante kaysa sa minahan mula sa lupa. At sa isang bilang ng mga high-tech na lugar - sa paggawa ng mga optical window, mga elemento ng passive at aktibong electronics, ultraviolet at ionizing radiation sensor, madalas na hindi magagamit ang mga natural na hilaw na materyales.
Pangunahing ito ay dahil sa ang katunayan na ang hanay ng mga pisikal na katangian ng mga natural na kristal na brilyante ay napakalawak - at higit sa lahat ay hindi kasama ang posibilidad ng kanilang paggamit sa mga serial na produkto at device na sensitibo sa mga katangian ng materyal na ginamit. Ang isa pang problema ay ang karamihan sa mga natural na kristal na brilyante (humigit-kumulang 98%) ay naglalaman ng nitrogen bilang isang karumihan (1 nitrogen atom bawat 1,000-100,000 carbon atoms), ang pagkakaroon nito ay nakakaapekto sa mga katangian ng brilyante. Ang isa pang problema ay lumitaw dahil sa di-kasakdalan ng kristal na istraktura ng mga minahan na kristal at ang hindi pantay na pamamahagi ng mga impurities.
Carbon lang
Diamond at alchemy
Sa loob ng mahabang panahon, ang mga diamante ay itinuturing na isang mahimalang bato at isang makapangyarihang anting-anting. Ito ay pinaniniwalaan na ang taong may suot nito ay nagpapanatili ng memorya at isang masayang kalooban, hindi alam ang mga sakit sa tiyan, hindi apektado ng lason, at matapang at tapat.
Mahirap isipin na ang pinakamahirap na kilalang natural na materyal ay isa sa mga polymorphic (naiiba sa pag-aayos ng mga atomo sa kristal na sala-sala) na mga pagbabago ng carbon, isa pang pagbabago nito ay grapayt, isang malambot na sangkap na ginagamit bilang isang pampadulas at mga lead ng lapis.
Sa brilyante, na may kubiko na istraktura, ang bawat carbon atom ay napapalibutan ng apat sa parehong mga atomo, na bumubuo ng isang regular na tetrahedral pyramid. Ang graphite, sa kabilang banda, ay may isang layered na istraktura kung saan ang malakas na mga bono sa pagitan ng mga carbon atom ay umiiral lamang sa loob ng layer, kung saan ang mga atom ay bumubuo ng isang hexagonal network. Ang koneksyon sa pagitan ng mga indibidwal na layer ay napakahina, kaya madali silang mag-slide na may kaugnayan sa isa't isa at manatili sa papel sa anyo ng mga microscales kapag sumulat tayo gamit ang isang lapis.
Physics ng paglago
Ang mga tao ay palaging nais na gawing mas madaling ma-access ang mga diamante: iyon ay, hindi upang kunin ang mga ito sa mga minahan, ngunit upang makuha ang mga ito gamit ang isang pamamaraan sa laboratoryo, mas mabuti sa mura.
Mga eksperimento sa mga diamante
Ang unang dokumentadong mga eksperimento sa mga diamante ay nagsimula noong 1694. Noon ay ipinakita ng mga siyentipiko ng Florentine na sina Averani at Targioni, gamit ang isang nasusunog na salamin, na ang brilyante ay masusunog kung pinainit sa sapat na mataas na temperatura. Sa susunod na mga siglo, ang tuluy-tuloy na mga eksperimento ay isinagawa upang pag-aralan ang pinakamatibay na mineral sa mundo (I. Newton, A. Lavoisier, S. Tennant, H. Davy, M. Faraday, G. Rose), pagkatapos nito ay naging malinaw na ang "pinakadakilang hiyas" Sa kemikal, ito ay ganap na katulad ng grapayt, karbon at uling. Siyempre, sinubukan ng mga eksperimento na makuha ang "hiyas" na ito mula sa mga sangkap na ito (V. Karazin, B. Hannay, K. Khrushchev, A. Moissan). Gayunpaman, dahil sa halos kumpletong kakulangan ng impormasyon tungkol sa pisikal at kemikal na mga katangian ng brilyante at grapayt at ang di-kasakdalan ng teknolohiya sa panahong iyon, ang layunin ay hindi kailanman nakamit.
Noong 1939 lamang, kinakalkula ng isang batang empleyado ng Institute of Chemical Physics ng USSR Academy of Sciences, Ovsei Leypunsky, ang linya ng equilibrium ng graphite-diamond. Ang gawaing ito sa unang pagkakataon ay nagbalangkas ng mga posibleng pamamaraan para sa pang-industriyang produksyon ng bato. Kinakalkula ni Leypunsky ang mga tinantyang halaga ng presyon at temperatura na kinakailangan upang gawing brilyante ang grapayt. Kasunod nito, ang kanyang mga kalkulasyon ay medyo pino at nakumpirma sa eksperimento.
Ang susunod na hakbang patungo sa paglutas ng problema sa paggawa ng brilyante ay ang pagbuo ng mga kagamitan na magtitiyak sa paglikha at pagpapanatili ng mga kinakailangang mataas na presyon at temperatura sa loob ng mahabang panahon. Ang isang malaking kontribusyon sa pagbuo ng high-pressure na teknolohiya ay ginawa ng Nobel laureate na si Percy Bridgman, na bumuo ng mga prinsipyo ng pagpapatakbo ng high-pressure apparatus.
Pagtatasa ng kalidad ng brilyante
Ang mga diamante (cut na diamante) ay sinusuri ayon sa apat na pangunahing pamantayan ng CCCC (ang tinatawag na 4 "C system): kulay (kulay), kalidad (linaw), hiwa at mga sukat (cut), karat na timbang. Ang pinakamahalaga ay ang mga yaong may tinatawag na "mataas" na kulay, ngunit sa katotohanan ay walang kulay.
Ang pagkakaroon ng kahit na isang bahagya na kapansin-pansin at hindi gaanong mahalaga, sa mga mata ng isang di-espesyalista, lilim ng dilaw, kayumanggi o berde (tinatawag na "kulay" ng mga alahas) ay maaaring seryosong bawasan ang halaga ng isang bato. Para sa mga walang kulay na diamante, ang pinakamahalaga ay ang bilog na hiwa (ang brilyante sa kasong ito ay may 57 facet), na nagpapahintulot sa kinang at paglalaro ng bato na maihayag sa maximum (ang tinatawag na "apoy"). Ang pinakamataas na halaga ng isang 1-carat na brilyante ngayon ay $18,000.
Kadalasan, ang mga bato na may parehong timbang ay may mas mababang kulay at kalidad, at ang halaga nito ay $5,000-$8,000. Ang mga kampeon sa halaga sa mundo ng mga diamante ay mga batong may kulay na pula, asul, rosas, berde at orange. Ang presyo ng pink at asul na diamante ay maaaring lumampas sa halaga ng walang kulay na mga diamante na may katulad na timbang at kalidad ng 10 beses o higit pa, at ang pinakamahal (bawat karat) na brilyante sa kasaysayan ay isang pulang bato na tumitimbang ng 0.95 carats, na ibinebenta noong 1987 sa Christie's auction para sa $880,000 Walang iisang listahan ng presyo para sa mga kulay na bato, at, bilang panuntunan, tinutukoy ang mga ito sa auction.
Ang maraming taon ng pagsisikap ng mga siyentipiko at taga-disenyo ay nagtapos noong 1953-1954 na may matagumpay na mga eksperimento sa lumalaking diamante. Ang mga pangkat ng pananaliksik mula sa ASEA (Sweden) at General Electric (USA) ay nakamit ang tagumpay. Ang mga resultang sample ay napakalayo sa perpekto at may sukat na mas mababa sa 1 mm.
Ang mga Swedes at Amerikano ay gumamit ng mga katulad na teknolohiya - ang grapayt na may halong metal (carbon solvent) ay inilagay sa isang solidong compressible medium. Ang kinakailangang presyon (70,000-80,000 atmospheres) ay nilikha ng makapangyarihang hydraulic equipment. Ang pag-init ay isinasagawa sa temperaturang 1,600-2,500°C sa loob ng dalawang minuto.
Ang pagkikristal ng brilyante ay naganap dahil sa ang katunayan na ang metal ay natutunaw (bakal) sa mataas na presyon at temperatura ay lumalabas na hindi puspos ng carbon na may kaugnayan sa grapayt at supersaturated na may kaugnayan sa brilyante. Sa ilalim ng gayong mga kondisyon, ang pagbuo ng brilyante at ang paglusaw ng grapayt ay thermodynamically mas kanais-nais. Ang mga hilaw na materyales na kasalukuyang nakuha gamit ang teknolohiyang ito ay pangunahing mga pulbos ng brilyante na may sukat ng butil na 0.001-0.6 mm (maximum na 2 mm) at isang nitrogen na konsentrasyon na higit sa 1019 atoms/cm3.
Mga pamamaraan para sa pagkuha ng mga diamante
Noong unang bahagi ng 60s, ang mga siyentipiko ng Sobyet na sina B. Deryagin at B. Spitsyn at, nang nakapag-iisa sa kanila, ang American V. Eversol ay nagmungkahi ng isang panimula na naiibang paraan ng CVD para sa paggawa ng mga diamante, na hindi nangangailangan ng paggamit ng mataas na presyon. Ang kakanyahan nito ay ang isang carbon-containing gas (halimbawa, methane) na may halong hydrogen at oxygen ay nabubulok sa atmospera o pinababang presyon, at ang mga carbon atom ay idineposito sa ibabaw ng mga kristal na buto ng brilyante, na humahantong sa kanilang paglaki. Gayunpaman, ang mga nagresultang kristal ay may mga limitasyon sa kalidad.
Sa kabila ng ilang mga tagumpay sa lumalaking diamante, isang hindi nalutas na problema ang nananatili - ang pagkuha ng malalaking solong kristal ng kalidad ng alahas. Noong 1967 lamang nagpa-patent si Robert Wentorf ng isang pamamaraan ("paraan ng gradient ng temperatura") na lumutas sa problemang ito.
Ang puwersang nagtutulak para sa pagkikristal ng brilyante sa pamamaraang ito ay ang pagkakaiba sa konsentrasyon ng carbon na natunaw sa metal, na sanhi ng pagkakaiba ng temperatura sa dami ng reaksyon. Ang pinagmulan ng carbon ay inilalagay sa pinakamainit na sona, at ang buto ng brilyante (mga kristal na brilyante na halos 0.5 mm ang laki) sa rehiyon na may mas mababang temperatura. Ang metal solvent ay natutunaw at puspos ng carbon. Gayunpaman, ang antas ng saturation ay magiging hindi pantay dahil sa mga pagkakaiba sa temperatura. Ang equilibrium na konsentrasyon ng carbon sa natutunaw sa interface sa pagitan ng natunaw at ang pinagmumulan ng carbon ay magiging mas mataas kaysa sa interface sa pagitan ng natunaw at ang buto ng brilyante.
Ang nagreresultang gradient ng konsentrasyon ay humahantong sa pagsasabog ng carbon mula sa pinagmulan hanggang sa mga kristal ng binhi, kung saan ang pagkatunaw ay lumalabas na supersaturated - ang carbon ay idineposito mula dito, na nagiging sanhi ng paglaki ng kristal na brilyante ng binhi. Ito ay isang napakahusay na pamamaraan, batay sa isang mahusay na pag-unawa sa maraming mga proseso na nagaganap sa mga thermodynamically nonequilibrium na mga kapaligiran - sa kasong ito, ang pagkakaiba ng temperatura ay sabay na tinitiyak ang paghahatid ng carbon na kinakailangan para sa paglaki ng brilyante at ginagarantiyahan ang pagtitiwalag nito sa binhi.
Ang semiconductor diamond needle pyramids ay nagkakahalaga ng higit sa mga diamante na may parehong laki (0.01 carat)
Pagproseso ng brilyante
Kapag pinuputol at pinapakintab ang mga diamante, ginagamit ang mga nakasasakit na pulbos mula sa parehong brilyante. Ang parehong katigasan ng nakasasakit at ang materyal na pinoproseso ay lumilikha ng ilang mga problema sa panahon ng naturang trabaho. Ang brilyante, tulad ng karamihan sa mga kristal, ay may iba't ibang mga mukha na may iba't ibang katigasan. Ang pinakamahirap na bahaging scratch ay ang tinatawag na (111) na mukha, kung saan ang mga carbon atom ay pinakasiksik.
Ito ay kapag ang pagproseso ng mga ibabaw na kahanay sa isang ibinigay na crystallographic na mukha na ang mga alahas at technologist ay nakakaranas ng mga partikular na paghihirap. Ang mga teknologo ay naghahanap ng mga paraan upang madagdagan ang tigas ng mga lumaki na diamante sa pamamagitan ng sinasadyang pagdodop sa kanila ng iba't ibang mga dumi, at sinusubukan din na mag-synthesize ng mga sangkap na mas malakas kaysa sa mineral mismo. Sa loob ng higit sa 10 taon, ang mga materyal na carbon na ginawa sa matataas na presyon at temperatura mula sa mga molekulang C60 fullerene ay tinalakay sa mga siyentipikong bilog.
Ang mga plane-parallel plate na gawa sa lalo na dalisay at boron-doped na brilyante (2.5x2.5x0.5 mm) Kabilang sa mga synthesized crystalline at amorphous na istruktura, ang pagbabago ng fullerite na may malaking proporsyon ng "tulad ng brilyante" na interatomic na mga bono ay lalong kawili-wili - hanggang 80%. Ang natitirang mga bono ng kemikal sa sangkap na ito ay mas malakas kaysa sa brilyante, at katulad ng mga nag-uugnay sa mga atomo sa mga eroplano ng grapayt, sa molekula ng C60 at sa mga dingding ng carbon nanotubes. Ang istraktura ng pag-aayos ng mga carbon atom sa estado na ito ay nagsisiguro sa isotropy ng mga mekanikal na katangian nito at ang kawalan ng tinatawag na "light" cleavage planes na matatagpuan sa mga kristal na brilyante. Ito ay pinaniniwalaan na ang mismong "basag-basag" at napaka-stressed na istrakturang mala-kristal ang nagbibigay sa materyal na ito ng mas mataas na tigas kaysa sa sikat na (111) facet ng brilyante.
Ang materyal na ito, na tinatawag na "tisnumite," ay nakahanap na ng aplikasyon sa napakalakas na mga tip ng NanoSkan probe scanning microscopes ("Around the World" No. 6, 2005). Kamakailan, natuklasan ng mga siyentipiko mula sa Germany ang isang bagong bersyon ng istraktura na tulad ng diyamante: Pinagsama-samang Carbon NanoRods, na may densidad at tigas na ilang porsyentong mas mataas kaysa sa ordinaryong kristal na brilyante. Ang nasabing materyal na ACNR ay inaasahang makakahanap ng mga aplikasyon sa iba't ibang nanotechnologies.
Ang brilyante ay kumikinang
Sa una, ang mga tao ay naaakit sa brilyante lamang sa pamamagitan ng pambihirang tigas nito, at ito ay pinahahalagahan na mas mababa kaysa sa ilang iba pang mga mineral. Sa kalagitnaan lamang ng ika-15 siglo, ang mag-aalahas ng korte ng Duke ng Burgundy, si Charles the Bold, ang sikat na Louis van Berkem, ay nakabuo ng unang bersyon ng tinatawag na brilyante na hiwa, na naging posible upang ganap na ibunyag ang kinang at paglalaro ng mga kulay ng brilyante. Ang maliwanag na ningning ng isang cut diamond ay dahil sa mataas na refractive index nito (2.42), at ang multi-colored play ay dahil sa malakas na dispersion (na may
Alam mo ba kung aling materyal sa ating planeta ang itinuturing na pinakamalakas? Alam nating lahat mula sa paaralan na ang brilyante ay ang pinakamalakas na mineral, ngunit ito ay malayo sa pinakamalakas. Ang katigasan ay hindi ang pangunahing katangian na nagpapakilala sa bagay. Ang ilang mga katangian ay maaaring maiwasan ang mga gasgas, habang ang iba ay maaaring magsulong ng pagkalastiko. Gusto mo pang malaman? Narito ang isang rating ng mga materyales na napakahirap sirain.
Brilyante sa lahat ng kaluwalhatian nitoIsang klasikong halimbawa ng lakas, na natigil sa mga aklat-aralin at ulo. Ang tigas nito ay nangangahulugan na ito ay lumalaban sa gasgas. Sa Mohs scale (isang qualitative scale na sumusukat sa resistensya ng iba't ibang mineral), diamond scores sa 10 (ang scale ay mula 1 hanggang 10, na may 10 ang pinakamahirap na substance). Napakatigas ng brilyante kaya dapat gumamit ng iba pang diyamante para putulin ito.
Isang web na maaaring huminto sa isang airbus Kadalasang binabanggit bilang ang pinaka-kumplikadong biyolohikal na substansiya sa mundo (bagaman ang pag-aangkin na ito ay pinagtatalunan na ngayon ng mga imbentor nito), ang web ni Darwin ay mas matibay kaysa sa bakal at may higit na higpit kaysa sa Kevlar. Ang bigat nito ay hindi gaanong kapansin-pansin: ang isang sinulid na sapat ang haba upang palibutan ang Earth ay tumitimbang lamang ng 0.5 kg.
Aerographite sa isang regular na pakete Ang synthetic foam na ito ay isa sa pinakamagagaan na materyales sa gusali sa mundo. Ang aerographite ay halos 75 beses na mas magaan kaysa sa polystyrene foam (ngunit mas malakas!). Ang materyal na ito ay maaaring i-compress sa 30 beses sa orihinal na laki nito nang hindi nasisira ang istraktura nito. Isa pang kawili-wiling punto: ang aerographite ay maaaring sumuporta ng 40,000 beses sa sarili nitong timbang.
Salamin habang may crash test Ang sangkap na ito ay binuo ng mga siyentipiko sa California. Ang microalloy glass ay may halos perpektong kumbinasyon ng tigas at lakas. Ang dahilan para dito ay ang kemikal na istraktura nito ay binabawasan ang brittleness ng salamin, ngunit pinapanatili ang tigas ng paleydyum.
Tungsten drill Ang tungsten carbide ay hindi kapani-paniwalang matigas at may mataas na higpit, ngunit ito ay medyo malutong at madaling mabaluktot.
Silicon carbide sa anyo ng mga kristal Ang materyal na ito ay ginagamit upang lumikha ng baluti para sa mga tangke ng labanan. Sa katunayan, ginagamit ito sa halos anumang bagay na maaaring maprotektahan laban sa mga bala. Mayroon itong Mohs hardness rating na 9 at mayroon ding mababang thermal expansion.
Molekular na istraktura ng boron nitride Halos kasing lakas ng brilyante, ang cubic boron nitride ay may isang mahalagang kalamangan: hindi ito matutunaw sa nickel at iron sa mataas na temperatura. Para sa kadahilanang ito, maaari itong magamit upang iproseso ang mga elementong ito (mga diamante na anyo ng nitride na may bakal at nikel sa mataas na temperatura).
Dyneema cable Itinuturing na pinakamalakas na hibla sa mundo. Maaaring magulat ka sa katotohanang ito: Ang Dainima ay mas magaan kaysa sa tubig, ngunit maaari itong huminto sa mga bala!
Tubong haluang metal Ang mga haluang metal ng titanium ay lubos na nababaluktot at may napakataas na lakas ng makunat, ngunit walang katulad na tigas tulad ng mga haluang metal.
Ang mga amorphous na metal ay madaling magbago ng hugis Ang Liquidmetal ay binuo ng Caltech. Sa kabila ng pangalan, ang metal na ito ay hindi likido at sa temperatura ng silid ay may mataas na antas ng lakas at paglaban sa pagsusuot. Kapag pinainit, ang mga amorphous na haluang metal ay maaaring magbago ng hugis.
Ang hinaharap na papel ay maaaring mas mahirap kaysa sa mga diamante Ang pinakabagong imbensyon ay nilikha mula sa sapal ng kahoy, habang may mas mataas na antas ng lakas kaysa sa bakal! At mas mura. Itinuturing ng maraming siyentipiko na ang nanocellulose ay murang alternatibo sa palladium glass at carbon fiber.
shell ng platito Nabanggit namin kanina na ang mga gagamba ni Darwin ay umiikot sa mga thread ng ilan sa pinakamalakas na organikong materyal sa Earth. Gayunpaman, ang mga ngipin ng limpet ay naging mas malakas kaysa sa mga web. Ang mga limpet teeth ay napakatigas. Ang dahilan para sa mga kamangha-manghang katangian na ito ay ang layunin: pagkolekta ng algae mula sa ibabaw ng mga bato at korales. Naniniwala ang mga siyentipiko na sa hinaharap maaari nating kopyahin ang fibrous na istraktura ng mga ngipin ng limpet at gamitin ito sa industriya ng sasakyan, mga barko at maging sa industriya ng aviation.
Isang rocket stage kung saan maraming bahagi ang naglalaman ng maraging steels Pinagsasama ng sangkap na ito ang isang mataas na antas ng lakas at katigasan nang walang pagkawala ng pagkalastiko. Ang mga haluang metal ng ganitong uri ay ginagamit sa mga teknolohiya ng aerospace at pang-industriya na pagmamanupaktura.
Osmium na kristal Ang Osmium ay sobrang siksik. Ginagamit ito sa paggawa ng mga bagay na nangangailangan ng mataas na antas ng lakas at katigasan (mga de-koryenteng kontak, mga hawakan ng tip, atbp.).
Ang helmet ng Kevlar ay huminto ng isang bala Ginagamit sa lahat ng bagay mula sa mga tambol hanggang sa hindi tinatablan ng bala ng bala, ang Kevlar ay kasingkahulugan ng tigas. Ang Kevlar ay isang uri ng plastic na may napakataas na tensile strength. Sa katunayan, ito ay halos 8 beses na mas malaki kaysa sa steel wire! Maaari rin itong makatiis sa mga temperatura sa paligid ng 450 ℃.
Mga tubo ng spectra Ang high performance polyethylene ay isang tunay na matibay na plastik. Ang magaan at matibay na sinulid na ito ay kayang makatiis ng hindi kapani-paniwalang pag-igting at sampung beses na mas malakas kaysa sa bakal. Katulad ng Kevlar, ginagamit din ang Spectra para sa mga ballistic resistant vests, helmet at armored vehicle.
Flexible na graphene screen Ang isang sheet ng graphene (isang allotrope ng carbon) na isang atom na makapal ay 200 beses na mas malakas kaysa sa bakal. Kahit na ang graphene ay mukhang cellophane, ito ay talagang kamangha-manghang. Mangangailangan ng pagbalanse ng school bus sa isang lapis upang mabutas ang isang karaniwang A1 sheet ng materyal na ito!
Bagong teknolohiya na maaaring baguhin ang aming pag-unawa sa lakas Ang nanotechnology na ito ay ginawa mula sa mga carbon tube na 50,000 beses na mas manipis kaysa sa buhok ng tao. Ipinapaliwanag nito kung bakit ito ay 10 beses na mas magaan kaysa sa bakal ngunit 500 beses na mas malakas.
Ang mga microlattice alloy ay regular na ginagamit sa mga satellite Ang pinakamagaan na metal sa mundo, ang metal microlattice ay isa rin sa pinakamagagaan na materyales sa istruktura sa Earth. Sinasabi ng ilang mga siyentipiko na ito ay 100 beses na mas magaan kaysa sa polystyrene foam! Isang buhaghag ngunit napakalakas na materyal, ginagamit ito sa maraming larangan ng teknolohiya. Binanggit ng Boeing ang paggamit nito sa sasakyang panghimpapawid, pangunahin sa mga sahig, upuan at dingding.
Modelo ng nanotube Ang mga carbon nanotubes (CNTs) ay maaaring ilarawan bilang "seamless cylindrical hollow fibers" na binubuo ng isang solong rolled molecular sheet ng purong grapayt. Ang resulta ay isang napakagaan na materyal. Sa nanoscale, ang carbon nanotubes ay may 200 beses na lakas ng bakal.
Ang kamangha-manghang airbrush ay mahirap ilarawan! Kilala rin bilang graphene airgel. Isipin ang lakas ng graphene na sinamahan ng hindi maisip na liwanag. Ang Airgel ay 7 beses na mas magaan kaysa sa hangin! Ang hindi kapani-paniwalang materyal na ito ay maaaring ganap na makabawi mula sa higit sa 90% compression at maaaring sumipsip ng hanggang 900 beses sa timbang nito sa langis. Inaasahan na ang materyal na ito ay maaaring magamit upang linisin ang mga spill ng langis.
Pangunahing Gusali ng Massachusetts Polytechnic
Sa oras ng pagsulat na ito, naniniwala ang mga siyentipiko sa MIT na natuklasan nila ang sikreto sa pag-maximize ng 2D na lakas ng graphene sa 3D. Ang kanilang hindi pa pinangalanang substance ay maaaring may humigit-kumulang 5% ang density ng bakal, ngunit 10 beses ang lakas.
Molekular na istraktura ng carbyne Sa kabila ng pagiging isang solong kadena ng mga atomo, ang carbyne ay may dobleng lakas ng makunat ng graphene at tatlong beses ang higpit ng brilyante.
lugar ng kapanganakan ng boron nitride Ang likas na sangkap na ito ay ginawa sa mga bunganga ng mga aktibong bulkan at 18% na mas malakas kaysa sa brilyante. Ito ay isa sa dalawang natural na nagaganap na mga sangkap na kasalukuyang natagpuang mas mahirap kaysa sa mga diamante. Ang problema ay walang gaanong sangkap na ito, at ngayon ay mahirap sabihin nang sigurado kung ang pahayag na ito ay 100% totoo.
Ang mga meteorite ang pangunahing pinagmumulan ng lonsdaleite Kilala rin bilang heksagonal na brilyante, ang sangkap na ito ay binubuo ng mga atomo ng carbon, ngunit ang mga ito ay simpleng pagkakaayos nang iba. Kasama ng wurtzite boron nitride, isa ito sa dalawang natural na substance na mas mahirap kaysa sa brilyante. Sa katunayan, ang Lonsdaleite ay 58% na mas mahirap! Gayunpaman, tulad ng sa nakaraang sangkap, ito ay matatagpuan sa medyo maliit na volume. Minsan ito ay nangyayari kapag ang graphite meteorites ay bumangga sa planetang Earth.
Ang hinaharap ay malapit na, kaya sa pagtatapos ng ika-21 siglo maaari nating asahan ang paglitaw ng mga ultra-strong at ultra-light na materyales na papalit sa Kevlar at mga diamante. Samantala, ang isa ay maaari lamang namangha sa pag-unlad ng mga makabagong teknolohiya.
Ang brilyante ay nananatiling pamantayan ng katigasan at ginagamit sa iba't ibang pamamaraan para sa pagsukat ng mekanikal na tigas ng mga materyales (Rockwell, Vickers, Mohs na mga pamamaraan). Ngunit may mga materyales na hindi lamang maihahambing sa katigasan sa brilyante, ngunit higit na mataas din dito sa katangiang ito.
Sa artikulo, upang ihambing ang mga materyales, ang kanilang Vickers microhardness ay ibinigay. Ang mga superhard na materyales ay yaong ang katigasan ay lumampas sa 40 GPa. Para sa isang "standard" na brilyante, ang tagapagpahiwatig na ito ay maaaring magbago sa pagitan ng 70 at 150 GPa, depende sa kadalisayan nito at ang paraan ng paggawa (bilang panuntunan, ang katigasan ng brilyante ay ibinibigay bilang 115 GPa). Ang parehong naaangkop sa iba pang mga materyales: ang kanilang katigasan ay nagbabago depende sa mga kondisyon ng sample synthesis, at kung minsan ay nag-iiba depende sa direksyon ng pag-load na inilapat dito.
1.Fullerite (hanggang sa 310 GPa)
Ang polymerized fullerite ay ang pinakamahirap na sangkap na kasalukuyang kilala sa agham. Ito ay isang molekular na kristal - isang istraktura sa mga node kung saan walang mga indibidwal na atomo, ngunit ang buong molekula (ang mga fulllerene ay isa sa mga allotropic na pagbabago ng carbon, na hugis tulad ng mga bola ng soccer). Ang Fullerite ay nag-iiwan ng mga gasgas sa ibabaw ng brilyante, tulad ng sa plastik.
2. Lonsdaleite (noon 152 GPa)
Ang hula ng pagkakaroon ng lonsdaleite ay halos kasabay ng pagtuklas nito sa kalikasan. Ang allotrope ng carbon na ito, katulad ng brilyante, ay natagpuan sa isang meteorite crater. Ngunit ang natural na lonsdaleite, na marahil ay nabuo mula sa grapayt, na bahagi ng meteorite, ay walang record na tigas. Noong 2009 lamang napatunayan ng mga siyentipiko na sa kawalan ng mga impurities, ang lonsdaleite ay maaaring maging mas mahirap kaysa sa brilyante. Ang mataas na tigas nito ay ibinibigay ng humigit-kumulang sa parehong mekanismo na gumagana sa kaso ng wurtzite boron nitride.
3. Wurtzite nitride boron(bago 114 GPa)
Ang boron nitride na may wurtzite (siksik na hexagonal) na kristal na istraktura ay mas mahirap kaysa sa tila: kapag ang isang load ay inilapat, ito ay sumasailalim sa mga lokal na pagbabago sa istruktura, ang mga interatomic bond sa sala-sala nito ay muling ipinamamahagi, at ang katigasan ng materyal ay tumataas ng 78%.
4. Nanostructured cubonite (hanggang sa 108 GPa)
Ang cubic boron nitride ay unang inihanda noong 1957 Robert Wentorf(Robert H. Wentorf Jr.) para sa kumpanya General Electric. Noong 1969, nairehistro ng kumpanya ang trademark na "Borazon" para sa kristal.
Sa USSR, ang cubic boron nitride ay unang na-synthesize sa Institute of High Pressure Physics ng Academy of Sciences sa ilalim ng direksyon ng Academician L.F. Vereshchagin. Mula noong 1965, ang elbor ay na-synthesize sa isang pang-industriya na sukat gamit ang teknolohiya Nakasasakit na halaman na "Ilyich"(Leningrad).
Ang mga natatanging katangian ng Cubonite (kilala rin bilang CBN, Borazon at Kingsongite) ay malawakang ginagamit sa industriya. Ang tigas ng cubonite (isang cubic modification ng boron nitride) ay malapit sa brilyante at 80–90 GPa. Dahil sa batas ng Hall-Petch, ang pagbaba sa laki ng mga butil ng kristal ay humahantong sa pagtaas ng katigasan, at napatunayan ng mga siyentipiko na ang nanostructuring ng cubonite ay maaaring tumaas ang tigas nito sa 108 GPa.
5.Carbon boron nitride (hanggang sa 76 GPa)
Ang mga atom ng nitrogen, carbon at boron ay magkatulad sa laki. Ang carbon at boron ay bumubuo ng mga katulad na kristal na istruktura na napakatigas. Ang mga siyentipiko ay gumagawa ng mga pagtatangka upang synthesize ang mga superhard na materyales na binubuo ng mga atomo ng lahat ng tatlong uri - at hindi walang tagumpay: halimbawa, ang cubic modification na BC 2 N ay nagpapakita ng tigas na 76 GPa.
6. Boron carbide (hanggang sa 72 GPa)
Ang boron carbide, isang materyal na karaniwan sa modernong industriya, ay nakuha noong siglo bago ang huling. Ang microhardness nito (49 GPa) ay maaaring tumaas nang malaki sa pamamagitan ng pagpasok ng mga argon ions sa crystal lattice - hanggang 72 GPa.
7. Boron-carbon-silicon (hanggang sa 70 GPa)
Ang mga haluang metal batay sa sistema ng boron-carbon-silicon ay lubos na lumalaban sa pag-atake ng kemikal at mataas na temperatura, nailalarawan sila ng mataas na microhardness na umaabot sa 70 GPa (para sa B 4 C-B 4 Si)
8. Magnesium aluminum boride (hanggang sa 51 GPa)
Ang haluang metal ng boron, magnesiyo at aluminyo ay kilala sa mababang koepisyent ng sliding friction nito (kung ang materyal na ito ay hindi masyadong mahal, maaari itong magamit upang gumawa ng mga makina at mekanismo na gumagana nang walang pagpapadulas) at mataas na tigas. Ang mga manipis na pelikula ng AlMgB 14 na nakuha sa pamamagitan ng pulsed laser deposition ay nagpapakita ng microhardness hanggang 51 GPa.
9. Rhenium diboride (hanggang sa 48 GPa)
Ang mga mekanikal na katangian ng boron at rhenium compound ay napaka hindi pangkaraniwan: dahil sa layer-by-layer na paghahalili ng iba't ibang mga atomo, ang rhenium diboride ay anisotropic, ibig sabihin, kapag sinusukat ang katigasan kasama ang iba't ibang mga crystallographic na eroplano, ang iba't ibang mga halaga ay nakuha. Kapag nasubok sa ilalim ng mababang pagkarga, ang rhenium diboride ay nagpapakita ng tigas na 48 GPa, ngunit habang tumataas ang pagkarga, ang halaga ng katigasan ay bumababa nang husto, na humigit-kumulang sa 22 GPa. Samakatuwid, ang ilang mga mananaliksik ay nagdududa kung ang rhenium diboride ay dapat na uriin bilang isang superhard na materyal.
10. Monocrystalline boron suboxide (hanggang sa 45 GPa)
Ang boron suboxide, na naglalaman ng "hindi sapat" na dami ng mga atomo ng oxygen, ay malinaw na nagpapakita ng mga katangian ng mga ceramic na materyales: mataas na lakas, kawalang-kilos ng kemikal, paglaban sa abrasion sa medyo mababang density. Ang boron suboxide ay may kakayahang bumuo ng mga butil sa anyo ng mga icosahedron, na hindi mga indibidwal na kristal o quasicrystals - ito ay mga kambal na kristal na binubuo ng 20 "fused" tetrahedral crystals. Ang tigas ng boron suboxide solong kristal ay 45 GPa.
Ang brilyante ay palaging itinuturing na pamantayan ng katigasan (mayroon na ngayong kontrobersya sa pahayag na ito). Iyon ay, ang katigasan ng lahat ng mga materyales ay inihambing sa brilyante. Ngunit ang ilang mga likas na materyales ay nagpapakita ng katigasan na medyo maihahambing sa brilyante. Sa aming pagpili, ipapakita namin sa iyo ang pinakamahirap na materyales sa Earth.
Boron suboxide
Ang koneksyon na ito ay may mataas na lakas, ngunit ang materyal ay malutong dahil sa mababang lakas ng epekto. Ang isang pinagsama-samang materyal batay sa boron suboxide ay ginagamit bilang isang nakasasakit. Ang prosesong ito ay isinasagawa sa layuning mapataas ang lakas ng epekto ng sangkap. Rhenium diboride
Ito ay isang napaka hindi pangkaraniwang materyal. Kung walang load na nakalagay dito, ang rhenium diboride ay nagpapakita ng mga katangian ng isang napakalakas na materyal. Kung mayroong anumang pagkarga dito, ang lakas nito ay makabuluhang nabawasan. Dahil sa mga pag-aari na ito, ang mga siyentipiko sa buong mundo ay hindi pa rin makakarating sa isang karaniwang opinyon kung dapat ba itong ituring na isang superhard na materyal. 
Ang haluang ito ay halos walang bagay na gaya ng sliding friction. Ang sobrang kalidad na ito ay maaaring maging kapaki-pakinabang sa paggawa ng mga mekanismo, dahil hindi na kailangan ng pagpapadulas. Ngunit ang solidong materyal na ito ay napakamahal at dahil dito hindi pa ito malawak na ginagamit para sa mga layunin ng produksyon. Boron-carbon-silicon
Ang tambalang ito ay hindi kapani-paniwalang lumalaban sa init at hindi tinatablan ng mga kemikal. Boron carbide
Ang sangkap na ito ay natuklasan tatlong siglo na ang nakalilipas, at mula noon ay ginamit na ito sa maraming proseso ng produksyon. Ito ay ginagamit upang iproseso ang mga metal na haluang metal at gumawa ng chemical laboratory glassware. Kahit na ang enerhiya at electronics ay hindi magagawa nang walang B₄C. Ang matigas na materyal na ito ay ginagamit din sa paggawa ng mga plato para sa sandata ng katawan. At kung magdadagdag ka ng mga argon ions dito, ang katigasan nito ay magiging mas mataas. 
Ito ay isang medyo bagong compound na synthesize ng mga chemist. 
Ang materyal na ito ay natagpuan din ang aplikasyon nito para sa pagproseso ng mga haluang metal ng iba't ibang mga metal, at ang mga tagapagpahiwatig ng katigasan nito ay malapit sa mga diyamante. Wurtzite boron nitride
Ang istraktura ng kristal na sala-sala ng materyal na ito ay may hindi pangkaraniwang hugis, na nagpapahintulot sa sangkap na ito na manguna sa ranggo ng mga solidong sangkap. Sa pagtaas ng pagkarga, ang mga tagapagpahiwatig ng katigasan nito ay tumataas ng halos 2 beses. 
Ang natural na materyal na ito ay natagpuan sa isang bunganga mula sa nahulog na meteorite; ang istraktura nito ay katulad ng brilyante, ngunit hindi ito partikular na matigas. Napatunayan ng mga siyentipiko na, sa pagkawala ng iba't ibang mga dumi, ang materyal na ito ay lalampas sa diyamante sa tigas. 
Ang pinakamahirap na materyal sa mundo, na may kakayahang mag-iwan ng mga gasgas kahit na sa isang brilyante. Ang Osmium ay kasalukuyang tinukoy bilang ang pinakamabigat na sangkap sa planeta. Isang kubiko sentimetro lamang ng sangkap na ito ay tumitimbang ng 22.6 gramo. Natuklasan ito noong 1804 ng English chemist na si Smithson Tennant; nang ang ginto ay natunaw sa isang test tube, isang precipitate ang nanatili. Nangyari ito dahil sa kakaiba ng osmium; ito ay hindi matutunaw sa alkalis at acids.
Ang pinakamabigat na elemento sa planeta
Ito ay isang mala-bughaw na puting metal na pulbos. Ito ay nangyayari sa kalikasan sa pitong isotopes, anim sa mga ito ay matatag at ang isa ay hindi matatag. Ito ay bahagyang mas siksik kaysa sa iridium, na may density na 22.4 gramo bawat cubic centimeter. Sa mga materyales na natuklasan hanggang sa kasalukuyan, ang pinakamabigat na sangkap sa mundo ay osmium.
Ito ay kabilang sa pangkat ng lanthanum, yttrium, scandium at iba pang lanthanides.
Mas mahal pa sa ginto at diamante
Napakakaunti nito ang mina, mga sampung libong kilo kada taon. Kahit na ang pinakamalaking pinagmumulan ng osmium, ang deposito ng Dzhezkazgan, ay naglalaman ng humigit-kumulang tatlong sampung-milyong bahagi. Ang halaga ng merkado ng bihirang metal sa mundo ay umabot sa halos 200 libong dolyar bawat gramo. Bukod dito, ang pinakamataas na kadalisayan ng elemento sa panahon ng proseso ng paglilinis ay halos pitumpung porsyento.
Kahit na ang mga laboratoryo ng Russia ay nakakuha ng kadalisayan ng 90.4 porsyento, ang halaga ng metal ay hindi lalampas sa ilang milligrams.
Densidad ng bagay na lampas sa planetang Earth
Ang Osmium ay walang alinlangan na pinuno ng pinakamabibigat na elemento sa ating planeta. Ngunit kung ibabaling natin ang ating tingin sa kalawakan, kung gayon ang ating atensyon ay magbubunyag ng maraming sangkap na mas mabigat kaysa sa ating "hari" ng mabibigat na elemento.
Ang katotohanan ay sa Uniberso mayroong mga kondisyon na medyo naiiba kaysa sa Earth. Ang gravity ng serye ay napakahusay na ang sangkap ay nagiging hindi kapani-paniwalang siksik.
Kung isasaalang-alang natin ang istraktura ng atom, makikita natin na ang mga distansya sa interatomic na mundo ay medyo nakapagpapaalaala sa espasyo na nakikita natin. Kung saan ang mga planeta, bituin at iba pa ay nasa medyo malaking distansya. Ang natitira ay inookupahan ng kawalan ng laman. Ito ay eksakto ang istraktura na mayroon ang mga atomo, at may malakas na gravity ang distansya na ito ay bumababa nang malaki. Hanggang sa "pagpindot" ng ilang elementarya na particle sa iba.
Ang mga neutron star ay sobrang siksik na mga bagay sa kalawakan
Sa pamamagitan ng paghahanap sa kabila ng ating Earth, maaari nating mahanap ang pinakamabigat na bagay sa kalawakan sa mga neutron star.
Ang mga ito ay medyo kakaibang mga naninirahan sa espasyo, isa sa mga posibleng uri ng stellar evolution. Ang diameter ng naturang mga bagay ay umaabot sa 10 hanggang 200 kilometro, na may mass na katumbas ng ating Araw o 2-3 beses pa.
Ang cosmic body na ito ay pangunahing binubuo ng isang neutron core, na binubuo ng mga dumadaloy na neutron. Bagaman, ayon sa mga pagpapalagay ng ilang mga siyentipiko, dapat itong nasa isang solidong estado, ang maaasahang impormasyon ay hindi umiiral ngayon. Gayunpaman, ito ay kilala na ito ay mga neutron na bituin na, na naabot ang kanilang limitasyon sa compression, kasunod na pagbabago sa isang napakalaking pagpapalabas ng enerhiya, sa pagkakasunud-sunod ng 10 43 -10 45 joules.
Ang density ng naturang bituin ay maihahambing, halimbawa, sa bigat ng Mount Everest na inilagay sa isang kahon ng posporo. Ito ay daan-daang bilyong tonelada sa isang cubic millimeter. Halimbawa, para mas maging malinaw kung gaano kataas ang density ng matter, kunin natin ang ating planeta na may bigat na 5.9 × 1024 kg at "i-on" ito sa isang neutron star.
Bilang resulta, upang mapantayan ang density ng isang neutron star, dapat itong bawasan sa laki ng isang ordinaryong mansanas, na may diameter na 7-10 sentimetro. Ang density ng mga natatanging stellar na bagay ay tumataas habang lumilipat ka patungo sa gitna.
Mga layer at density ng bagay
Ang panlabas na layer ng bituin ay kinakatawan sa anyo ng isang magnetosphere. Direkta sa ibaba nito, ang density ng sangkap ay umabot na sa halos isang tonelada bawat kubiko sentimetro. Dahil sa ating kaalaman sa Earth, sa ngayon, ito ang pinakamabigat na sangkap ng mga natuklasang elemento. Ngunit huwag magmadali sa mga konklusyon.
Ipagpatuloy natin ang ating pananaliksik sa mga natatanging bituin. Tinatawag din silang mga pulsar dahil sa mataas na bilis ng pag-ikot sa paligid ng kanilang axis. Ang indicator na ito para sa iba't ibang bagay ay mula sa ilang sampu hanggang daan-daang mga rebolusyon bawat segundo.
Magpatuloy pa tayo sa pag-aaral ng superdense cosmic bodies. Sinusundan ito ng isang layer na may mga katangian ng isang metal, ngunit malamang na magkapareho sa pag-uugali at istraktura. Ang mga kristal ay mas maliit kaysa sa nakikita natin sa kristal na sala-sala ng mga makalupang sangkap. Upang makabuo ng isang linya ng 1 sentimetro na mga kristal, kakailanganin mong maglatag ng higit sa 10 bilyong elemento. Ang density sa layer na ito ay isang milyong beses na mas mataas kaysa sa panlabas na layer. Hindi ito ang pinakamabigat na materyal sa bituin. Susunod ang isang layer na mayaman sa mga neutron, ang density nito ay isang libong beses na mas mataas kaysa sa nauna.
Neutron star core at ang density nito
Sa ibaba ay ang core, ito ay kung saan ang density ay umabot sa pinakamataas nito - dalawang beses na mas mataas kaysa sa nakapatong na layer. Ang sangkap ng core ng isang celestial body ay binubuo ng lahat ng elementarya na particle na kilala sa physics. Sa pamamagitan nito, narating na natin ang dulo ng paglalakbay sa ubod ng isang bituin sa paghahanap ng pinakamabigat na sangkap sa kalawakan.
Ang misyon sa paghahanap ng mga sangkap na natatangi sa density sa Uniberso ay tila natapos na. Ngunit ang espasyo ay puno ng mga misteryo at hindi natuklasang mga phenomena, mga bituin, mga katotohanan at mga pattern.
Mga itim na butas sa Uniberso
Dapat mong bigyang pansin kung ano ang bukas na ngayon. Ito ay mga black hole. Marahil ang mga mahiwagang bagay na ito ay maaaring mga kandidato para sa katotohanan na ang pinakamabigat na bagay sa Uniberso ay ang kanilang bahagi. Tandaan na ang gravity ng black hole ay napakalakas na ang liwanag ay hindi makatakas.
Ayon sa mga siyentipiko, ang bagay na iginuhit sa espasyo-oras na rehiyon ay nagiging napakakapal na walang espasyo na natitira sa pagitan ng mga elementarya na particle.
Sa kasamaang palad, lampas sa abot-tanaw ng kaganapan (ang tinatawag na hangganan kung saan ang liwanag at anumang bagay, sa ilalim ng impluwensya ng grabidad, ay hindi makakapag-iwan ng black hole), ang aming mga hula at hindi direktang pagpapalagay batay sa paglabas ng mga daloy ng particle ay sumusunod.
Iminumungkahi ng isang bilang ng mga siyentipiko na ang espasyo at oras ay magkakahalo sa kabila ng abot-tanaw ng kaganapan. May isang opinyon na maaaring sila ay isang "daanan" sa ibang Uniberso. Marahil ito ay totoo, bagaman ito ay lubos na posible na lampas sa mga limitasyong ito ay may isa pang puwang na bubukas na may ganap na bagong mga batas. Isang lugar kung saan ang oras ay nagpapalitan ng "lugar" sa espasyo. Ang lokasyon ng hinaharap at ang nakaraan ay tinutukoy lamang sa pamamagitan ng pagpili ng mga sumusunod. Tulad ng ating pagpili na pumunta sa kanan o kaliwa.
Posibleng posible na may mga sibilisasyon sa Uniberso na pinagkadalubhasaan ang paglalakbay sa oras sa pamamagitan ng mga black hole. Marahil sa hinaharap matutuklasan ng mga tao mula sa planetang Earth ang sikreto ng paglalakbay sa panahon.
