فلزات گرانبها قرن هاست که ذهن مردمی را مجذوب خود کرده است که حاضرند مبالغ هنگفتی برای محصولات ساخته شده از آنها بپردازند، اما فلز مورد نظر در تولید جواهرات استفاده نمی شود. اوسمیم سنگین ترین ماده روی زمین است که به عنوان فلز گرانبهای کمیاب طبقه بندی می شود. این ماده به دلیل چگالی زیاد وزن زیادی دارد. آیا اسمیم سنگین ترین ماده (در میان مواد شناخته شده) نه تنها در سیاره زمین، بلکه در فضا است؟

این ماده یک فلز خاکستری آبی براق است. علیرغم اینکه نماینده ای از خانواده فلزات نجیب است، نمی توان از آن جواهرات ساخت، زیرا بسیار سخت و در عین حال شکننده است. به دلیل این ویژگی ها، ماشین کاری اسمیوم دشوار است و باید وزن قابل توجه آن را نیز اضافه کنیم. اگر یک مکعب ساخته شده از اسمیوم (طول ضلع 8 سانتی متر) را وزن کنید و آن را با وزن یک سطل 10 لیتری پر از آب مقایسه کنید، اولی 1.5 کیلوگرم از دومی سنگین تر می شود.

سنگین ترین ماده روی زمین در آغاز قرن هجدهم به لطف آزمایش های شیمیایی با سنگ پلاتین با حل کردن دومی در آبزیان (مخلوطی از اسیدهای نیتریک و هیدروکلریک) کشف شد. از آنجایی که اسمیم در اسیدها و قلیاها حل نمی شود، در دمای کمی بالاتر از 3000 درجه سانتی گراد ذوب می شود، در دمای 5012 درجه سانتی گراد می جوشد و در فشار 770 گیگا پاسکال تغییری در ساختار خود ایجاد نمی کند، با اطمینان می توان آن را قوی ترین ماده روی زمین دانست. .

رسوبات اوسمیوم به شکل خالص در طبیعت وجود ندارد و معمولاً در ترکیبات با سایر مواد شیمیایی یافت می شود. محتوای آن در پوسته زمین ناچیز است و استخراج آن کار فشرده است. این عوامل تاثیر زیادی بر قیمت اسمیوم دارند؛ قیمت آن شگفت‌انگیز است، زیرا بسیار گران‌تر از طلا است.

این ماده به دلیل هزینه بالای آن به طور گسترده برای مصارف صنعتی مورد استفاده قرار نمی گیرد، بلکه تنها در مواردی که استفاده از آن با حداکثر سود مشخص می شود. به لطف ترکیب اسمیوم با فلزات دیگر، مقاومت به سایش، دوام و مقاومت آنها در برابر تنش های مکانیکی (اصطکاک و خوردگی فلزات) افزایش می یابد. چنین آلیاژهایی در صنایع موشکی، نظامی و هوانوردی استفاده می شود. آلیاژی از اسمیم و پلاتین در پزشکی برای ساختن استفاده می شود وسایل جراحیو ایمپلنت استفاده از آن در تولید ابزارهای بسیار حساس، حرکات ساعت و قطب نما توجیه می شود.

یک واقعیت جالب این است که دانشمندان اسمیم را همراه با سایر فلزات گرانبها در ترکیب شیمیایی پیدا می کنند شهاب سنگ های آهنی، زمین خوردن. آیا این بدان معناست که این عنصر سنگین ترین ماده روی زمین و فضاست؟

گفتنش سخت است. نکته این است که شرایط فضای بیرونینیروی گرانشی بین اجسام بسیار متفاوت از زمین است، که به نوبه خود منجر به افزایش قابل توجهی در چگالی برخی از اجرام فضایی می شود. یک مثال، ستارگان است که از نوترون ساخته شده اند. با استانداردهای زمینی، این یک وزن عظیم در یک میلی متر مکعب است. و اینها تنها دانه های دانشی هستند که بشریت در اختیار دارد.

گران‌ترین و سنگین‌ترین ماده روی زمین، اسمیم 187 است که تنها قزاقستان آن را در بازار جهانی به فروش می‌رساند، اما این ایزوتوپ هنوز در صنعت استفاده نشده است.

استخراج اوسمیوم یک فرآیند بسیار کار فشرده است و حداقل نه ماه طول می کشد تا آن را به شکل مصرف کننده بدست آورید. در این راستا تولید سالانه اسمیوم در جهان تنها حدود 600 کیلوگرم است (این میزان در مقایسه با تولید طلا که سالانه هزاران تن محاسبه می شود بسیار ناچیز است).

نام قوی ترین ماده، "اسمیوم" به عنوان "بو" ترجمه شده است، اما خود فلز هیچ بویی نمی دهد، اما بوی آن در هنگام اکسیداسیون اسمیوم ظاهر می شود و کاملاً ناخوشایند است.

بنابراین، از نظر سنگینی و چگالی روی زمین، هیچ معادلی با اسمیم وجود ندارد، این فلز نیز به عنوان کمیاب ترین، گران ترین، بادوام ترین، درخشان ترین توصیف می شود و کارشناسان همچنین می گویند که اکسید اسمیم دارای سمیت بسیار قوی است.

انسان همیشه به دنبال یافتن موادی بوده که هیچ شانسی برای رقبای خود باقی نمی گذارد. از زمان های قدیم، دانشمندان به دنبال سخت ترین مواد در جهان، سبک ترین و سنگین ترین بوده اند. عطش کشف منجر به کشف شد گاز ایده آلو بدنی کاملا مشکی ما بیشترین را به شما ارائه می دهیم مواد شگفت انگیزدر جهان.

1. سیاه ترین ماده

سیاه ترین ماده جهان Vantablack نام دارد و از ترکیبی از نانولوله های کربنی(کربن و تغییرات آلوتروپیک آن را ببینید). به بیان ساده، این ماده از «موهای» بی‌شماری تشکیل شده است که پس از گیرکردن در آنها، نور از یک لوله به لوله دیگر می‌پرد. بنابراین، حدود 99.965٪ جذب می شود شار نورانیو فقط کسری کوچک به بیرون منعکس می شود.
کشف Vantablack چشم انداز گسترده ای را برای استفاده از این ماده در نجوم، الکترونیک و اپتیک باز می کند.

2. قابل اشتعال ترین ماده

تری فلوراید کلر قابل اشتعال ترین ماده ای است که تاکنون وجود داشته است برای بشر شناخته شده است. این یک عامل اکسید کننده قوی است و تقریباً با تمام عناصر شیمیایی واکنش نشان می دهد. تری فلوراید کلر می تواند بتن را بسوزاند و به راحتی شیشه را مشتعل کند! استفاده از تری فلوراید کلر به دلیل اشتعال پذیری فوق العاده و عدم امکان اطمینان از استفاده ایمن عملا غیرممکن است.

3. سمی ترین ماده

قوی ترین سم سم بوتولینوم است. ما آن را با نام بوتاکس می شناسیم که در زیبایی به آن می گویند، جایی که کاربرد اصلی خود را پیدا کرده است. سم بوتولینوم است ماده شیمیاییکه توسط باکتری کلستریدیوم بوتولینوم ترشح می شود. علاوه بر این که سم بوتولینوم سمی ترین ماده است، بیشترین میزان را نیز دارد وزن مولکولیدر میان پروتئین ها سمیت خارق‌العاده این ماده با این واقعیت مشهود است که تنها 0.00002 میلی‌گرم در دقیقه سم بوتولینوم برای نیم روز برای انسان کشنده کردن ناحیه آسیب‌دیده کافی است.

4. داغ ترین ماده

این به اصطلاح پلاسمای کوارک گلوئون است. این ماده از برخورد اتم های طلا با سرعت نزدیک به نور ایجاد شده است. پلاسمای کوارک گلوئون دارای دمای 4 تریلیون درجه سانتیگراد است. برای مقایسه، این رقم 250000 برابر بیشتر از دمای خورشید است! متأسفانه عمر ماده به یک تریلیونم یک تریلیونم ثانیه محدود شده است.

5. بیشترین اسید کاستیک

در این نامزدی اسید فلوراید آنتیموان H قهرمان می شود. اسید فلوراید آنتیموان 2×10 16 (دویست کوینتیلیون) برابر سوزاننده تر از اسید سولفوریک. این خیلی ماده شیمیایی فعالکه اگر مقدار کمی آب اضافه شود ممکن است منفجر شود. دودهای این اسید سمی کشنده است.

6. مواد منفجره ترین

انفجاری ترین ماده هپتانیتروکوبان است. بسیار گران است و فقط برای آن استفاده می شود تحقیق علمی. اما اکتوژن کمی کمتر انفجاری با موفقیت در امور نظامی و زمین شناسی هنگام حفاری چاه استفاده می شود.

7. پرتوزاترین ماده

پولونیوم 210 ایزوتوپ پلونیوم است که در طبیعت وجود ندارد، اما توسط انسان ساخته شده است. برای ایجاد مینیاتور استفاده می شود، اما در عین حال، بسیار منابع قدرتمندانرژی. نیمه عمر بسیار کوتاهی دارد و بنابراین می تواند باعث بیماری شدید تشعشع شود.

8. سنگین ترین ماده

این البته فولریت است. سختی آن تقریبا 2 برابر بیشتر از الماس طبیعی است. می توانید در مقاله سخت ترین مواد در جهان درباره فولریت بیشتر بخوانید.

9. قوی ترین آهنربا

قوی ترین آهنربا در جهان از آهن و نیتروژن ساخته شده است. در حال حاضر، جزئیات در مورد این ماده در دسترس عموم نیست، اما از قبل مشخص شده است که ابر آهنربای جدید 18٪ قوی تر از قوی ترین آهنرباهایی است که در حال حاضر استفاده می شود - نئودیمیم. آهنرباهای نئودیمیم از نئودیمیم، آهن و بور ساخته می شوند.

10. سیال ترین ماده

هلیوم 2 ابر سیال تقریباً در دماهای نزدیک به صفر مطلق ویسکوزیته ندارد. این خاصیت به دلیل خاصیت منحصر به فرد آن در نشت و بیرون ریختن از ظرف ساخته شده از هر ماده جامد است. هلیوم II چشم اندازی برای استفاده به عنوان یک رسانای حرارتی ایده آل دارد که در آن گرما از بین نمی رود.

گران ترین فلز جهان و متراکم ترین ماده روی کره زمین

ارسال شده در 02/01/2012 (اعتبار تا 02/01/2013)

در طبیعت فلزات و سنگ های قیمتی مختلفی وجود دارد که هزینه آن برای اکثر ساکنان کره زمین بسیار بالاست. مردم کم و بیش تصوری در مورد سنگ های قیمتی دارند که گران ترین و ارزشمندترین آنها هستند. اما، اوضاع در مورد فلزات اینگونه است؛ بیشتر مردم، به جز طلا و پلاتین، دیگر فلزات گران قیمت را نمی شناسند. گران ترین فلز جهان چیست؟ کنجکاوی افراد حد و مرزی نمی شناسد؛ آنها به دنبال پاسخی برای جالب ترین پرسش ها هستند. پیدا کردن هزینه گران ترین فلز روی این سیاره مشکلی نیست، زیرا این اطلاعات محرمانه نیست.

به احتمال زیاد، این اولین بار است که این نام را می شنوید - ایزوتوپ اوسمیوم 1870s. این عنصر شیمیایی گران ترین فلز جهان است. شاید اسم این را دیده باشید عنصر شیمیاییدر جدول تناوبی شماره 76. ایزوتوپ اوسمیم چگال ترین ماده روی این سیاره است. چگالی آن 22.61 گرم بر سانتی متر مکعب است. در شرایط استاندارد معمولی، اسمیم به رنگ نقره ای و دارای بوی تند است. این فلز در گروه فلزات پلاتین قرار دارد. از این فلز در تولید سلاح های هسته ای، داروسازی، هوافضا و گاهی در جواهرات استفاده می شود.

اما حالا سوال اصلی- گران ترین فلز جهان چقدر قیمت دارد؟ اکنون قیمت آن در بازار سیاه 200000 دلار در هر گرم است. از آنجایی که به دست آوردن ایزوتوپ 1870 کار بسیار دشواری است، افراد کمی این کار را انجام خواهند داد. پیش از این، در سال 2004، قزاقستان رسماً یک گرم ایزوتوپ خالص اوسمیوم را به قیمت 10000 دلار عرضه کرد. قزاقستان زمانی به اولین متخصص فلز گران تبدیل شد؛ هیچ کشور دیگری این فلز را برای فروش عرضه نکرد.

اسمیم توسط شیمیدان انگلیسی اسمیتسون تنانت در سال 1804 کشف شد. اوسمیم از مواد خام غنی شده فلزات پلاتین با کلسینه کردن این کنسانتره در هوا در دمای 800-900 درجه سانتیگراد به دست می آید. و دانشمندان همچنان به جدول تناوبی اضافه می کنند و عناصری با خواص باورنکردنی به دست می آورند.

بسیاری می گویند که یک فلز حتی گران تر وجود دارد - کالیفرنیا 252. قیمت کالیفرنیا 252 6,500,000 دلار در هر گرم است. اما این نکته قابل تامل است که عرضه جهانی این فلز تنها چند گرم است. از آنجایی که تنها در دو راکتور در روسیه و ایالات متحده آمریکا، 20-40 میکروگرم در سال تولید می شود. اما خواص آن بسیار چشمگیر است: 1 میکروگرم کالیفرنیوم بیش از 2 میلیون نوترون در ثانیه تولید می کند. سالهای گذشتهاین فلز در پزشکی به عنوان منبع نقطه ای نوترون برای درمان موضعی تومورهای بدخیم استفاده می شود.

دنیای اطراف ما هنوز مملو از رازهای بسیاری است، اما حتی آنهایی که مدت هاست شناخته شده اند دانشمندان پدیدهو مواد هرگز دست از شگفتی و لذت نمی برند. ما رنگ های روشن را تحسین می کنیم، از طعم ها لذت می بریم و از خواص انواع موادی استفاده می کنیم که زندگی ما را راحت تر، ایمن تر و لذت بخش تر می کند. در جستجوی مطمئن ترین و قوی ترین مواد، انسان به اکتشافات هیجان انگیز بسیاری دست یافته است، و در اینجا منتخبی از تنها 25 ترکیب منحصر به فرد از این قبیل را مشاهده می کنید!

25. الماس

اگر نه همه، پس تقریباً همه این را با اطمینان می دانند. الماس نه تنها یکی از مورد احترام ترین سنگ های قیمتی، بلکه یکی از سخت ترین مواد معدنی روی زمین است. در مقیاس Mohs (مقیاس سختی که واکنش یک ماده معدنی به خراش را ارزیابی می کند)، الماس در خط 10 فهرست شده است. در مجموع 10 موقعیت در مقیاس وجود دارد و دهمین آخرین و سخت ترین درجه است. الماس ها آنقدر سخت هستند که فقط توسط الماس های دیگر خراشیده می شوند.

24. تارهای صید گونه عنکبوت Caerostris darwini


عکس: pixabay

باور کردنش سخت است، اما تار عنکبوت Caerostris darwini (یا عنکبوت داروین) قوی تر از فولاد و سخت تر از کولار است. این وب به عنوان سخت ترین وب شناخته شد مواد بیولوژیکیدر جهان، اگرچه اکنون یک رقیب بالقوه دارد، اما داده ها هنوز تایید نشده است. الیاف عنکبوت برای ویژگی هایی مانند کرنش شکستن، استحکام ضربه، استحکام کششی و مدول یانگ (ویژگی یک ماده برای مقاومت در برابر کشش و فشار در هنگام تغییر شکل الاستیک) مورد آزمایش قرار گرفت و برای همه این شاخص ها تار عنکبوت در شگفت انگیزترین حالت خود را نشان داد. مسیر. علاوه بر این، تار عنکبوت داروین فوق العاده سبک وزن است. به عنوان مثال، اگر سیاره خود را با فیبر Caerostris darwini بپیچیم، وزن چنین نخ بلندی تنها 500 گرم خواهد بود. چنین شبکه های طولانی وجود ندارند، اما محاسبات نظری به سادگی شگفت انگیز هستند!

23. آئروگرافیت


عکس: BrokenSphere

این فوم مصنوعی یکی از سبک ترین مواد الیافی در جهان است و از شبکه ای از لوله های کربنی به قطر تنها چند میکرون تشکیل شده است. آئروگرافیت 75 برابر سبک تر از فوم است، اما در عین حال بسیار قوی تر و انعطاف پذیرتر است. می توان آن را تا 30 برابر اندازه اصلی خود فشرده کرد بدون اینکه آسیبی به ساختار بسیار الاستیک آن وارد شود. به لطف این خاصیت، فوم ایرگرافیت می تواند بارهایی تا 40000 برابر وزن خود را تحمل کند.

22. شیشه فلزی پالادیوم


عکس: pixabay

تیمی از دانشمندان موسسه فناوری کالیفرنیا (آزمایشگاه برکلی) توسعه یافته اند نوع جدیدشیشه فلزی، ترکیبی تقریبا ایده آل از استحکام و شکل پذیری. دلیل منحصر به فرد بودن ماده جدید در این واقعیت نهفته است که ساختار شیمیایی آن با موفقیت شکنندگی مواد شیشه ای موجود را پنهان می کند و در عین حال آستانه استقامت بالایی را حفظ می کند که در نهایت مقاومت خستگی این ساختار مصنوعی را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد.

21. کاربید تنگستن


عکس: pixabay

کاربید تنگستن یک ماده فوق‌العاده سخت است که در برابر سایش بسیار مقاوم است. تحت شرایط خاص، این اتصال بسیار شکننده در نظر گرفته می شود، اما تحت بار سنگین، خواص پلاستیکی منحصر به فردی را نشان می دهد که به شکل نوارهای لغزشی آشکار می شود. به لطف تمام این ویژگی ها، کاربید تنگستن در ساخت نوک های سوراخ کننده زره و تجهیزات مختلف از جمله انواع برش ها، دیسک های ساینده، مته ها، برش ها، مته ها و سایر ابزارهای برش استفاده می شود.

20. کاربید سیلیکون


عکس: تییا مونتو

کاربید سیلیکون یکی از مواد اصلی مورد استفاده برای تولید تانک های جنگی است. این ترکیب به دلیل هزینه کم، نسوز عالی و سختی بالا شناخته شده است و بنابراین اغلب در ساخت تجهیزات یا دنده هایی استفاده می شود که باید گلوله ها را منحرف کنند، سایر مواد بادوام را بریده یا آسیاب کنند. کاربید سیلیکون ساینده ها، نیمه هادی ها و حتی جواهراتی که از الماس تقلید می کنند بسیار عالی می سازد.

19. نیترید بور مکعبی


عکس: wikimedia commons

نیترید بور مکعبی یک ماده فوق‌العاده سخت است که از نظر سختی مشابه الماس است، اما همچنین دارای تعدادی مزایای متمایز است - پایداری در دمای بالا و مقاومت شیمیایی. نیترید بور مکعبی در آهن و نیکل حتی زمانی که در معرض دمای بالا قرار می گیرد حل نمی شود، در حالی که الماس در شرایط مشابه وارد می شود. واکنش های شیمیاییبه اندازه کافی سریع. این در واقع برای استفاده از آن در ابزارهای آسیاب صنعتی مفید است.

18. پلی اتیلن با وزن مولکولی فوق العاده بالا (UHMWPE)، مارک فیبر Dyneema


عکس: Justsail

پلی اتیلن با مدول بالا دارای مقاومت سایشی بسیار بالا، ضریب اصطکاک کم و چقرمگی شکست بالا (قابلیت اطمینان دمای پایین) است. امروزه آن را قوی ترین ماده فیبری در جهان می دانند. شگفت انگیزترین چیز در مورد این پلی اتیلن این است که از آب سبک تر است و می تواند گلوله ها را همزمان متوقف کند! کابل ها و طناب های ساخته شده از الیاف Dyneema در آب غرق نمی شوند، نیازی به روغن کاری ندارند و در هنگام خیس شدن، خواص خود را تغییر نمی دهند، که برای کشتی سازی بسیار مهم است.

17. آلیاژهای تیتانیوم


عکس: Alchemist-hp (pse-mendelejew.de)

آلیاژهای تیتانیوم به طرز باورنکردنی انعطاف پذیر هستند و در هنگام کشش استحکام شگفت انگیزی از خود نشان می دهند. علاوه بر این، آنها دارای مقاومت حرارتی و مقاومت در برابر خوردگی بالایی هستند که آنها را در زمینه هایی مانند ساخت هواپیما، موشک، کشتی سازی، مواد شیمیایی، مواد غذایی و مهندسی حمل و نقل بسیار مفید می کند.

16. آلیاژ فلز مایع


عکس: pixabay

در سال 2003 در کالیفرنیا توسعه یافته است موسسه فنی(موسسه فناوری کالیفرنیا)، این ماده به دلیل استحکام و دوام خود مشهور است. نام این ترکیب به چیزی شکننده و مایع اشاره دارد، اما در دمای اتاق در واقع بسیار سخت، مقاوم در برابر سایش، مقاوم در برابر خوردگی است و در هنگام گرم شدن مانند ترموپلاستیک ها تغییر شکل می دهد. زمینه های اصلی کاربرد تا کنون ساخت ساعت، چوب گلف و کاور برای تلفن های همراه (ورتو، آیفون) است.

15. نانوسلولز


عکس: pixabay

نانوسلولز از الیاف چوب جدا شده و نوع جدیدی از مواد چوبی است که حتی از فولاد نیز قوی تر است! علاوه بر این، نانوسلولز نیز ارزان تر است. این نوآوری پتانسیل بالایی دارد و در آینده می تواند به طور جدی با شیشه و فیبر کربن رقابت کند. توسعه دهندگان بر این باورند که این ماده به زودی در تولید زره های نظامی، صفحه نمایش های فوق انعطاف پذیر، فیلترها، باتری های انعطاف پذیر، آئروژل های جاذب و سوخت های زیستی تقاضای زیادی خواهد داشت.

14. دندان حلزون لمپت


عکس: pixabay

قبلاً در مورد تور عنکبوت داروین که زمانی به عنوان قوی ترین ماده بیولوژیکی روی این سیاره شناخته می شد به شما گفته بودیم. با این حال، یک مطالعه اخیر نشان داده است که لیمپت بادوام ترین ماده بیولوژیکی شناخته شده برای علم است. بله، این دندان ها قوی تر از تار Caerostris darwini هستند. و این تعجب آور نیست، زیرا موجودات دریایی کوچک از جلبک هایی که روی سطح سنگ های خشن رشد می کنند تغذیه می کنند و برای جدا کردن غذا از سنگ، این حیوانات باید سخت کار کنند. دانشمندان بر این باورند که در آینده می‌توانیم از نمونه ساختار فیبری دندان‌های لیمپت‌های دریایی در صنعت مهندسی استفاده کنیم و با الهام از نمونه حلزون‌های ساده شروع به ساخت خودرو، قایق و حتی هواپیماهای با مقاومت بالا کنیم.

13. فولاد ماراژینگ


عکس: pixabay

فولاد ماراژینگ یک آلیاژ با استحکام بالا و آلیاژ بالا با شکل پذیری و چقرمگی عالی است. این ماده به طور گسترده در علم موشک استفاده می شود و برای ساخت انواع ابزار استفاده می شود.

12. اوسمیوم


عکس: Periodictableru / www.periodictable.ru

اوسمیوم باورنکردنی است عنصر متراکم، و به دلیل سختی و نقطه ذوب بالا ماشین کاری آن دشوار است. به همین دلیل است که از اسمیم در جایی استفاده می شود که دوام و استحکام بیشتر مورد توجه قرار می گیرد. آلیاژهای اوسمیوم در تماس های الکتریکی، موشک، پرتابه های نظامی، ایمپلنت های جراحی و بسیاری از کاربردهای دیگر یافت می شوند.

11. کولار


عکس: wikimedia commons

کولار یک فیبر با استحکام بالا است که در لاستیک‌های خودرو، لنت ترمز، کابل‌ها، محصولات مصنوعی و ارتوپدی، زره‌های بدن، پارچه‌های لباس محافظ، کشتی‌سازی و قطعات هواپیماهای بدون سرنشین یافت می‌شود. هواپیما. این ماده تقریباً مترادف با استحکام شده است و نوعی پلاستیک با استحکام و کشش فوق العاده بالا است. مقاومت کششی کولار 8 برابر بیشتر از سیم فولادی است و در دمای 450 درجه سانتیگراد شروع به ذوب شدن می کند.

10. پلی اتیلن با چگالی بالا با وزن مولکولی فوق العاده بالا، مارک فیبر Spectra


عکس: توماس کاستلازو، www.tomascastelazo.com / Wikimedia Commons

UHMWPE در اصل یک پلاستیک بسیار بادوام است. Spectra، یک نام تجاری UHMWPE، به نوبه خود، یک فیبر سبک وزن با بالاترین مقاومت در برابر سایش است که در این نشانگر 10 برابر برتر از فولاد است. مانند کولار، اسپکترا در ساخت زره بدن و کلاه ایمنی استفاده می شود. در کنار UHMWPE، برند Dynimo Spectrum در صنایع کشتی سازی و حمل و نقل محبوب است.

9. گرافن


عکس: pixabay

گرافن آلوتروپ کربن است و شبکه کریستالی آن که فقط یک اتم ضخامت دارد آنقدر قوی است که 200 برابر سخت تر از فولاد است. گرافن مانند فیلم چسبناک به نظر می رسد، اما پاره کردن آن کار تقریبا غیرممکنی است. برای سوراخ کردن یک ورقه گرافن، باید یک مداد را در آن بچسبانید، که روی آن باید باری را که کل اتوبوس مدرسه را وزن می کند، متعادل کنید. موفق باشید!

8. کاغذ نانولوله کربنی


عکس: pixabay

به لطف فناوری نانو، دانشمندان موفق به ساخت کاغذی شده اند که 50 هزار برابر نازک تر از موی انسان است. ورق‌های نانولوله‌های کربنی 10 برابر سبک‌تر از فولاد هستند، اما شگفت‌انگیزترین چیز این است که 500 برابر قوی‌تر از فولاد هستند! صفحات نانولوله ای ماکروسکوپی برای ساخت الکترودهای ابرخازن بسیار امیدوارکننده هستند.

7. ریزشبکه فلزی


عکس: pixabay

این سبک ترین فلز جهان است! ریزشبکه فلزی یک ماده متخلخل مصنوعی است که 100 برابر سبکتر از فوم است. اما به او اجازه دهید ظاهرگول نخورید، این ریزشبکه ها نیز فوق العاده قوی هستند و به آنها پتانسیل زیادی برای استفاده در انواع زمینه های مهندسی می دهد. می توان از آنها برای ساخت ضربه گیرها و عایق های حرارتی عالی استفاده کرد و توانایی شگفت انگیز این فلز در جمع شدن و بازگشت به حالت اولیه، امکان استفاده از آن را برای ذخیره انرژی فراهم می کند. ریزشبکه های فلزی نیز به طور فعال در تولید قطعات مختلف هواپیماهای شرکت آمریکایی بوئینگ استفاده می شود.

6. نانولوله های کربنی


عکس: کاربر Mstroeck / en.wikipedia

قبلاً در بالا در مورد صفحات ماکروسکوپی فوق العاده قوی ساخته شده از نانولوله های کربنی صحبت کردیم. اما این چه نوع ماده ای است؟ اساساً اینها صفحات گرافنی هستند که در یک لوله قرار گرفته اند (نقطه 9). نتیجه یک ماده فوق‌العاده سبک، انعطاف‌پذیر و بادوام با طیف وسیعی از کاربردها است.

5. ایربراش


عکس: wikimedia commons

این ماده که به عنوان آروژل گرافن نیز شناخته می شود، بسیار سبک وزن و در عین حال قوی است. نوع جدید ژل به طور کامل فاز مایع را با فاز گازی جایگزین می کند و با سختی حساس، مقاومت در برابر حرارت، چگالی کم و هدایت حرارتی کم مشخص می شود. باور نکردنی است که گرافن ایروژل ۷ برابر سبکتر از هوا است! این ترکیب منحصربه‌فرد می‌تواند حتی پس از 90 درصد فشرده‌سازی شکل اولیه خود را بازیابی کند و می‌تواند مقدار روغنی را جذب کند که 900 برابر وزن ایرگرافن مورد استفاده برای جذب است. شاید در آینده این دسته از مواد به مبارزه با چنین موادی کمک کند بلایای زیست محیطیمثل نشت نفت

4. مطالب بدون عنوان، توسعه یافته توسط موسسه فناوری ماساچوست (MIT)


عکس: pixabay

با خواندن این مطلب، تیمی از دانشمندان MIT در حال کار برای بهبود خواص گرافن هستند. محققان گفتند که قبلاً موفق شده اند ساختار دو بعدی این ماده را به سه بعدی تبدیل کنند. ماده جدید گرافن هنوز نام خود را دریافت نکرده است، اما قبلاً مشخص شده است که چگالی آن 20 برابر کمتر از فولاد و استحکام آن 10 برابر بیشتر از فولاد است.

3. کاربین


عکس: Smokefoot

اگرچه این فقط زنجیره‌های خطی اتم‌های کربن است، اما کاربین ۲ برابر گرافن استحکام کششی دارد و ۳ برابر سخت‌تر از الماس است!

2. اصلاح ورتزیت نیترید بور


عکس: pixabay

این ماده طبیعی تازه کشف شده در طول فوران های آتشفشانیو 18 درصد سخت تر از الماس است. با این حال، در تعدادی از پارامترهای دیگر نسبت به الماس برتری دارد. نیترید بور Wurtzite یکی از تنها 2 ماده طبیعی است که در زمین یافت می شود و سخت تر از الماس است. مشکل این است که چنین نیتریدهایی در طبیعت بسیار اندک هستند و بنابراین مطالعه یا کاربرد آنها در عمل آسان نیست.

1. لونسدالیت


عکس: pixabay

لونسدالیت که به عنوان الماس شش ضلعی نیز شناخته می شود از اتم های کربن تشکیل شده است، اما در این اصلاح اتم ها کمی متفاوت قرار گرفته اند. مانند ورتزیت بور نیترید، لونسدالیت یک ماده طبیعی است که از نظر سختی بالاتر از الماس است. علاوه بر این، این ماده معدنی شگفت انگیز تا 58 درصد سخت تر از الماس است! مانند نیترید بور ورتزیت، این ترکیب بسیار نادر است. گاهی اوقات لونسدالیت در هنگام برخورد شهاب سنگ های حاوی گرافیت با زمین تشکیل می شود.

از زمان های بسیار قدیم، مردم به طور فعال از فلزات مختلف استفاده می کردند. این مواد پس از مطالعه خواص آنها، جایگاه شایسته خود را در جدول مدلیف معروف دی. دانشمندان هنوز در مورد این سوال که کدام فلز باید عنوان سنگین ترین و متراکم ترین در جهان را به خود اختصاص دهد بحث می کنند. در جدول تناوبی دو عنصر وجود دارد - ایریدیوم و اسمیم. چرا آنها جالب هستند، در ادامه بخوانید.

قرن هاست که مردم مطالعه می کنند خواص مفیدرایج ترین فلزات روی این سیاره علم بیشترین اطلاعات را در مورد طلا، نقره و مس ذخیره می کند. با گذشت زمان، بشریت با آهن و فلزات سبکتر - قلع و سرب - آشنا شد. در دنیای قرون وسطی، مردم به طور فعال از آرسنیک استفاده می کردند و بیماری ها با جیوه درمان می شدند.

به لطف پیشرفت سریع، امروزه سنگین ترین و متراکم ترین فلزات نه تنها یک عنصر جدول، بلکه دو عنصر در آن واحد در نظر گرفته می شوند. در شماره 76 اسمیم (Os) و در شماره 77 ایریدیوم (Ir) است، این مواد دارای شاخص های چگالی زیر هستند:

• اسمیوم به دلیل چگالی 22.62 g/cm³ سنگین است.
• ایریدیوم خیلی سبک تر نیست - 22.53 گرم در سانتی متر مکعب.

تراکم اشاره دارد مشخصات فیزیکیفلزات، نسبت جرم یک ماده به حجم آن است. محاسبات نظری چگالی هر دو عنصر دارای خطاهایی هستند، بنابراین امروزه هر دو فلز سنگین‌ترین هستند.

برای وضوح، می توانید وزن چوب پنبه معمولی را با وزن چوب پنبه ساخته شده از سنگین ترین فلز جهان مقایسه کنید. برای متعادل کردن ترازو با یک درپوش ساخته شده از اسمیوم یا ایریدیوم، به بیش از صد درپوش معمولی نیاز دارید.

تاریخچه کشف فلزات

هر دو عنصر در سپیده دم قرن نوزدهم توسط دانشمند اسمیتسون تنانت کشف شد. بسیاری از محققین آن زمان در حال مطالعه خواص پلاتین خام بودند و آن را با "ودکای رژیا" درمان می کردند. تنها تنانت توانست دو ماده شیمیایی را در رسوبات به دست آمده تشخیص دهد:

• این دانشمند عنصر رسوبی را با بوی پایدار کلر اسمیوم نامید.
• ماده ای با تغییر رنگ ایریدیوم (رنگین کمان) نام داشت.

هر دو عنصر با یک آلیاژ منفرد نشان داده شدند که دانشمند موفق به جداسازی آن شد. تحقیقات بیشتر در مورد قطعات پلاتین توسط شیمیدان روسی K. Klaus انجام شد که به دقت خواص عناصر رسوبی را مطالعه کرد. مشکل در تعیین سنگین ترین فلز در جهان در تفاوت کم چگالی آنهاست که مقدار ثابتی نیست.

ویژگی های واضح متراکم ترین فلزات

موادی که به طور تجربی به دست می آیند، پودرهایی هستند که پردازش آنها بسیار دشوار است؛ آهنگری فلزات به دمای بسیار بالایی نیاز دارد. رایج ترین شکل ترکیب ایریدیوم و اسمیم آلیاژ ایریدیوم اسمیک است که در ذخایر پلاتین و طبقات طلا استخراج می شود.

رایج ترین مکان هایی که ایریدیوم در آن یافت می شود شهاب سنگ های غنی از آهن هستند. اوسمیوم بومی را نمی توان در دنیای طبیعی یافت، تنها با همکاری ایریدیوم و سایر اجزای گروه پلاتین. کانسارها اغلب حاوی ترکیبات گوگرد و آرسنیک هستند.

ویژگی های سنگین ترین و گران ترین فلز جهان

در میان عناصر جدول تناوبیمندلیف، اسمیوم گران ترین در نظر گرفته می شود. فلز نقرهبا رنگ مایل به آبی متعلق به گروه پلاتین فلزات نجیب است ترکیبات شیمیایی. متراکم ترین، اما بسیار شکننده ترین فلز تحت تأثیر دمای بالا درخشش خود را از دست نمی دهد.

مشخصات

• عنصر #76 اوسمیوم دارای جرم اتمی 190.23 amu است.
• ماده ای که در دمای 3033 درجه سانتیگراد مذاب شود در 5012 درجه سانتیگراد می جوشد.
• اکثر مواد سنگیندارای چگالی 22.62 g/cm³.
• ساختار شبکه کریستالیشکل شش ضلعی دارد.

با وجود درخشش شگفت‌انگیز سرد رنگ نقره‌ای، اسمیوم به دلیل سمیت بالا برای تولید جواهرات مناسب نیست. ذوب جواهرات به دمایی مشابه سطح خورشید نیاز دارد، زیرا متراکم ترین فلز در جهان در اثر استرس مکانیکی از بین می رود.

با تبدیل شدن به پودر، اسمیم با اکسیژن تعامل می کند، به گوگرد، فسفر، سلنیوم واکنش نشان می دهد؛ واکنش ماده به آبزیان بسیار کند است. اسمیم خاصیت مغناطیسی ندارد، آلیاژها تمایل به اکسید شدن و تشکیل ترکیبات خوشه ای دارند.

کجا استفاده می شود؟

سنگین‌ترین و فوق‌العاده متراکم‌ترین فلز مقاومت به سایش بالایی دارد، بنابراین افزودن آن به آلیاژها استحکام آن‌ها را به میزان قابل توجهی افزایش می‌دهد. استفاده از اسمیوم عمدتاً با صنایع شیمیایی مرتبط است. علاوه بر این، برای نیازهای زیر استفاده می شود:

• ساخت ظروف در نظر گرفته شده برای ذخیره سازی زباله های همجوشی هسته ای؛
• برای نیازهای علم موشک، تولید سلاح (کلاهک)؛
• در صنعت ساعت برای ساخت حرکات مدل های مارک دار؛
• برای ساخت ایمپلنت های جراحی، قطعات ضربان ساز.

جالب اینجاست که متراکم ترین فلز تنها عنصری در جهان است که در معرض تهاجم مخلوط "جهنمی" اسیدها (نیتریک و هیدروکلریک) نیست. آلومینیوم همراه با اسمیم به قدری انعطاف پذیر می شود که می توان بدون شکستگی آن را کشید.

اسرار کمیاب ترین و متراکم ترین فلز جهان

این واقعیت که ایریدیوم به گروه پلاتین تعلق دارد به آن خاصیت مصونیت در درمان با اسیدها و مخلوط آنها می دهد. در دنیا ایریدیوم از لجن آند در طی تولید مس نیکل به دست می آید. پس از تصفیه لجن با آکوا رژیا، رسوب حاصل کلسینه شده و در نتیجه ایریدیوم استخراج می شود.

مشخصات

سخت ترین فلز نقره ای-سفید دارای گروه خواص زیر است:

• عنصر جدول تناوبی ایریدیوم شماره 77 دارای جرم اتمی 192.22 amu;
• ماده ای که در دمای 2466 درجه سانتیگراد ذوب شده است در 4428 درجه سانتیگراد می جوشد.
• چگالی ایریدیوم مذاب - در محدوده 19.39 گرم بر سانتی متر مکعب؛
• چگالی عنصر در دمای اتاق - 22.7 گرم بر سانتی متر مکعب؛
• شبکه کریستالی ایریدیوم با یک مکعب صورت محور همراه است.

ایریدیوم سنگین تحت تأثیر دمای معمولی هوا تغییر نمی کند. نتیجه کلسینه شدن تحت تأثیر حرارت در دماهای معین، تشکیل ترکیبات چند ظرفیتی است. پودر رسوب تازه ایریدیوم سیاه را می توان تا حدی با آب رگیا و همچنین با محلول کلر حل کرد.

منطقه برنامه

اگرچه ایریدیوم یک فلز گرانبها است، اما به ندرت برای جواهرات استفاده می شود. این عنصر که پردازش آن دشوار است، در ساخت جاده ها و تولید قطعات خودرو تقاضای زیادی دارد. آلیاژهایی با متراکم ترین فلز که حساس به اکسیداسیون نیستند برای اهداف زیر استفاده می شوند:

• ساخت بوته برای آزمایشات آزمایشگاهی.
• تولید دهانی مخصوص دمنده های شیشه ای.
• پوشاندن نوک خودکارها و خودکارها؛
• تولید شمع های بادوام برای خودروها؛

آلیاژهای دارای ایزوتوپ های ایریدیوم در تولید جوش، در ساخت ابزار و برای رشد کریستال ها به عنوان بخشی از فناوری لیزر استفاده می شوند. استفاده از سنگین ترین فلز امکان اصلاح دید با لیزر، خرد کردن سنگ کلیه و سایر روش های پزشکی را فراهم کرد.

اگرچه ایریدیوم غیر سمی است و برای آن خطرناک نیست موجودات بیولوژیکی، V محیط طبیعیمی توانید ایزوتوپ خطرناک آن - هگزا فلوراید را پیدا کنید. استنشاق بخارات ماده سمیمنجر به خفگی و مرگ فوری می شود.

مکان های وقوع طبیعی

ذخایر متراکم ترین فلز ایریدیوم در جهان طبیعی بسیار ناچیز است و بسیار کوچکتر از ذخایر پلاتین است. احتمالاً بیشترین ماده سنگینبه هسته سیاره منتقل شده است، بنابراین حجم تولید صنعتی این عنصر کم است (حدود سه تن در سال). محصولات ساخته شده از آلیاژهای ایریدیوم می توانند تا 200 سال عمر کنند و جواهرات را بادوام تر می کند.

قطعاتی از سنگین ترین فلز با بوی نامطبوع، اوسمیوم، در طبیعت یافت نمی شود. در ترکیب مواد معدنی، ردپای ایریدیوم اسمیک به همراه پلاتین، پالادیوم و روتنیم یافت می شود. ذخایر ایریدیوم اسمیک در سیبری (روسیه)، برخی از ایالات آمریکا (آلاسکا و کالیفرنیا)، استرالیا و آفریقای جنوبی کاوش شده است.

در صورت کشف رسوبات پلاتین، جداسازی اسمیوم با ایریدیوم برای تقویت و تقویت ترکیبات فیزیکی یا شیمیایی محصولات مختلف امکان پذیر خواهد بود.