A nemesfémek évszázadok óta rabul ejtik az emberek elméjét, akik hajlandók hatalmas összegeket fizetni a belőlük készült termékekért, de az ékszergyártásban a szóban forgó fémet nem használják fel. Az ozmium a Föld legnehezebb anyaga, amelyet a ritkaföldfémek közé sorolnak. Nagy sűrűsége miatt ennek az anyagnak nagy súlya van. Az ozmium a legnehezebb anyag (az ismertek közül) nemcsak a Földön, hanem az űrben is?

Ez az anyag fényes kékesszürke fém. Annak ellenére, hogy a nemesfém család képviselője, nem lehet belőle ékszert készíteni, mivel nagyon kemény és egyben törékeny. Ezen tulajdonságok miatt az ozmium nehezen megmunkálható, és ehhez hozzá kell adni a jelentős súlyát. Ha lemérünk egy ozmiumból készült kockát (oldalhossza 8 cm), és összehasonlítjuk egy 10 literes vízzel töltött vödör súlyával, az első 1,5 kg-mal lesz nehezebb, mint a második.

A Föld legnehezebb anyagát a 18. század elején fedezték fel a platinaérccsel végzett kémiai kísérleteknek köszönhetően, amely utóbbit aqua regiában (salétromsav és sósav keveréke) oldották fel. Mivel az ozmium nem oldódik savakban és lúgokban, valamivel 3000°C felett olvad, 5012°C-on forr, és 770 GPa nyomáson sem változtatja meg szerkezetét, nyugodtan a Föld legerősebb anyagának tekinthető. .

Az ozmiumlerakódások a természetben nem léteznek tiszta formában, általában más vegyi anyagokkal alkotott vegyületekben találhatók meg. Tartalma a földkéregben elenyésző, kitermelése munkaigényes. Ezek a tényezők nagymértékben befolyásolják az ozmium költségét, ára elképesztő, mert sokkal drágább, mint az arany.

Magas költsége miatt ezt az anyagot nem széles körben használják ipari célokra, de csak olyan esetekben, amikor felhasználását a maximális haszon határozza meg. Az ozmium más fémekkel való kombinációjának köszönhetően az utóbbiak kopásállósága, tartóssága és mechanikai igénybevétellel szembeni ellenállása (fémek súrlódása és korróziója) megnő. Az ilyen ötvözeteket a rakétaiparban, a katonai és a repülési iparban használják. Az ozmium és platina ötvözetét a gyógyászatban használják az előállítására sebészeti eszközökés az implantátumok. Használata rendkívül érzékeny műszerek, óraszerkezetek és iránytűk gyártásánál indokolt.

Érdekes tény, hogy a tudósok ozmiumot találnak más nemesfémekkel együtt a kémiai összetételben vas meteoritok, leesett a földre. Ez azt jelenti, hogy ez az elem a legnehezebb anyag a Földön és az űrben?

Ezt nehéz megmondani. A lényeg, hogy a feltételek világűr nagyon különbözik a földiektől, az objektumok közötti gravitációs erő nagyon erős, ami viszont egyes űrobjektumok sűrűségének jelentős növekedéséhez vezet. Ilyen például a csillagok, amelyek neutronokból állnak. Földi mércével mérve ez egy köbmilliméterben hatalmas súly. És ezek csak a tudás szemcséi, amelyekkel az emberiség rendelkezik.

A Föld legdrágább és legnehezebb anyaga az ozmium-187, csak Kazahsztán értékesíti a világpiacon, de ezt az izotópot még nem használták fel az iparban.

Az ozmium kinyerése nagyon munkaigényes folyamat, és legalább kilenc hónapot vesz igénybe fogyasztói formában történő beszerzése. Ebben a tekintetben a világ éves ozmiumtermelése csak körülbelül 600 kg (ez nagyon kicsi az aranytermeléshez képest, amelyet évente több ezer tonnában számolnak).

A legerősebb anyag, az „ozmium” nevét „szagnak” fordítják, de maga a fém nem szaga semmit, de a szag az ozmium oxidációja során jelenik meg, és meglehetősen kellemetlen.

Nehézséget és sűrűséget tekintve tehát a Földön nincs párja az ozmiummal, ezt a fémet is a legritkább, legdrágább, legtartósabb, legbrilliánsabb fémként írják le, és a szakértők szerint az ozmium-oxid nagyon erős toxicitású.

Az ember mindig is olyan anyagokat keresett, amelyek nem hagynak esélyt versenytársainak. A tudósok ősidők óta a világ legkeményebb anyagait keresték, a legkönnyebbet és a legnehezebbet. A felfedezés utáni szomjúság vezetett a felfedezéshez ideális gázés tökéletesen fekete test. A legtöbbet bemutatjuk Önnek csodálatos anyagok a világban.

1. A legfeketébb anyag

A világ legfeketébb anyagát Vantablack-nek hívják, és a következők kombinációjából áll szén nanocsövek(lásd a szén és allotróp módosulatait). Egyszerűen fogalmazva, az anyag számtalan „szőrszálból” áll, ezekbe akadva a fény egyik csőről a másikra verődik. Így körülbelül 99,965% szívódik fel fényáramés csak egy apró töredéke tükröződik vissza.
A Vantablack felfedezése széles távlatokat nyit meg ennek az anyagnak a csillagászatban, az elektronikában és az optikában való felhasználása előtt.

2. A leggyúlékonyabb anyag

A klór-trifluorid a valaha volt leggyúlékonyabb anyag ismert az emberiség számára. Erős oxidálószer, és szinte minden kémiai elemmel reagál. A klór-trifluorid megégetheti a betont és könnyen meggyullad az üveget! A klór-trifluorid alkalmazása gyakorlatilag lehetetlen, mert rendkívüli gyúlékonysága és a biztonságos felhasználás nem biztosítható.

3. A legmérgezőbb anyag

A legerősebb méreg a botulinum toxin. Botox néven ismerjük, így hívják a kozmetológiában, ahol megtalálta a fő alkalmazását. A botulinum toxin az Vegyi anyag, amelyet a Clostridium botulinum baktérium választ ki. Amellett, hogy a botulinum toxin a legmérgezőbb anyag, ennek van a legnagyobbja is molekuláris tömeg fehérjék között. Az anyag fenomenális toxicitását bizonyítja, hogy mindössze 0,00002 mg min/l botulinum toxin elegendő ahhoz, hogy az érintett terület fél napig halálos legyen az ember számára.

4. A legforróbb anyag

Ez az úgynevezett kvark-gluon plazma. Az anyag aranyatomok közel fénysebességű ütközésével jött létre. A kvark-gluon plazma hőmérséklete 4 billió Celsius fok. Összehasonlításképpen: ez a szám 250 000-szer magasabb, mint a Nap hőmérséklete! Sajnos az anyag élettartama a másodperc trilliodod részére korlátozódik.

5. A legtöbb marósav

Ebben a jelölésben a fluorid-antimonsav H lesz a bajnok. A fluor-antimonsav 2×10 16 (kétszáz kvintimillió)-szor maróbb, mint kénsav. Ez nagyon hatóanyag, amely kis mennyiségű víz hozzáadásakor felrobbanhat. Ennek a savnak a füstje halálosan mérgező.

6. A legrobbanékonyabb anyag

A legrobbanékonyabb anyag a heptanitrokubán. Nagyon drága és csak erre használják tudományos kutatás. De a kissé kevésbé robbanásveszélyes oktogént sikeresen használják katonai ügyekben és geológiában kutak fúrásakor.

7. A leginkább radioaktív anyag

A polónium-210 a polónium olyan izotópja, amely nem létezik a természetben, de az ember állítja elő. Miniatűr létrehozására használják, de ugyanakkor nagyon erős források energia. Nagyon rövid felezési ideje van, ezért súlyos sugárbetegséget okozhat.

8. A legnehezebb anyag

Ez természetesen fullerit. Keménysége majdnem 2-szer nagyobb, mint a természetes gyémántoké. A fulleritről bővebben A világ legkeményebb anyagai című cikkünkben olvashat.

9. A legerősebb mágnes

A világ legerősebb mágnese vasból és nitrogénből készül. Jelenleg erről az anyagról részletek nem állnak a nagyközönség rendelkezésére, de már ismert, hogy az új szupermágnes 18%-kal erősebb, mint a jelenleg használt legerősebb mágnesek - a neodímium. A neodímium mágnesek neodímiumból, vasból és bórból készülnek.

10. A legfolyékonyabb anyag

A szuperfolyékony hélium II-nek szinte nincs viszkozitása abszolút nullához közeli hőmérsékleten. Ez a tulajdonság annak az egyedülálló tulajdonságának köszönhető, hogy bármilyen szilárd anyagból készült edényből szivárog és kiönt. A Hélium II-t ideális hővezetőként lehet használni, amelyben a hő nem oszlik el.

A legdrágább fém a világon és a legsűrűbb anyag a bolygón

Feladás dátuma: 2012.02.01. (2013.02.01-ig érvényes)

A természetben rengeteg különböző fém és drágakő található, amelyek költsége a bolygó legtöbb lakója számára nagyon magas. Az embereknek többé-kevésbé van fogalmuk a drágakövekről, melyek a legdrágábbak, melyek a legértékesebbek. De a fémekkel így van a dolog: az arany és a platina mellett a legtöbben már nem ismerik a drága fémeket. Mi a legdrágább fém a világon? Az emberek kíváncsisága nem ismer határokat, a legérdekesebb kérdésekre keresik a választ. A bolygó legdrágább fémének árának kiderítése nem probléma, mivel ez nem titkos információ.

Valószínűleg most hallja először ezt a nevet - ozmium izotóp 1870-es évek. Ez a kémiai elem a világ legdrágább fémje. Talán láttad ennek a nevét kémiai elem Az ozmium izotóp a bolygó legsűrűbb anyaga. Sűrűsége 22,61 g/cm3. Normál normál körülmények között az ozmium ezüstös színű és szúrós szagú. Ez a fém a platinafémek csoportjába tartozik. Ezt a fémet nukleáris fegyverek, gyógyszerek, repülőgépgyártás és néha ékszerek előállításához használják.

De most fő kérdés– mennyibe kerül a világ legdrágább fémje? Most a feketepiaci ára 200 000 dollár grammonként. Mivel az 1870-es évek izotópjának beszerzése nagyon nehéz feladat, kevesen vállalják ezt a feladatot. Korábban, 2004-ben Kazahsztán hivatalosan 10 000 dollárért kínált egy gramm tiszta ozmium izotópot. Kazahsztán egy időben a drága fémek első szakértője lett, más ország nem kínálta eladásra ezt a fémet.

Az ozmiumot Smithson Tennant angol kémikus fedezte fel 1804-ben. Az ozmiumot platinafémek dúsított nyersanyagaiból nyerik úgy, hogy ezt a koncentrátumot levegőn kalcinálják 800-900 Celsius fokos hőmérsékleten. A tudósok pedig még mindig kiegészítik a periódusos rendszert, hihetetlen tulajdonságokkal rendelkező elemeket szerezve.

Sokan azt mondják, hogy létezik még drágább fém - a California 252. A California 252 ára 6 500 000 dollár 1 grammonként. De érdemes figyelembe venni azt a tényt, hogy ennek a fémnek a világkínálata csak néhány gramm. Mivel Oroszországban és az USA-ban csak két reaktorban állítják elő, évente 20-40 mikrogramm. De tulajdonságai nagyon lenyűgözőek: 1 µg kalifornium több mint 2 millió neutront termel másodpercenként. Utóbbi évek ezt a fémet az orvostudományban pontszerű neutronforrásként használják rosszindulatú daganatok helyi kezelésére.

A minket körülvevő világ még mindig tele van sok rejtéllyel, de még olyanokkal is, amelyek régóta ismertek jelenségtudósokés az anyagok soha nem szűnnek meg ámulatba ejteni és gyönyörködtetni. Csodáljuk az élénk színeket, élvezzük az ízeket és felhasználjuk mindenféle anyag tulajdonságait, amelyek kényelmesebbé, biztonságosabbá és élvezetesebbé teszik életünket. A legmegbízhatóbb és legerősebb anyagokat keresve az ember sok izgalmas felfedezést tett, és itt van egy válogatás mindössze 25 ilyen egyedi vegyületből!

25. Gyémántok

Ha nem mindenki, de ezt szinte mindenki biztosan tudja. A gyémántok nemcsak az egyik legtiszteltebb drágakő, hanem a Föld egyik legkeményebb ásványa is. A Mohs-skála (a keménységi skála, amely az ásvány karcolásra való reakcióját értékeli) a gyémánt a 10. sorban szerepel. Összesen 10 pozíció van a skálán, és a 10. az utolsó és legnehezebb fokozat. A gyémántok olyan kemények, hogy csak más gyémántok karcolhatják meg őket.

24. A Caerostris darwini pókfaj fogóhálói


Fotó: pixabay

Nehéz elhinni, de a Caerostris darwini pók (vagy Darwin pók) hálója erősebb az acélnál és keményebb, mint a kevlár. Ezt a hálót a legnehezebbnek ismerték el biológiai anyag a világon, bár most már van potenciális versenytársa, de az adatokat még nem erősítették meg. A pókszálat olyan jellemzőkre tesztelték, mint a szakítószilárdság, az ütési szilárdság, a szakítószilárdság és a Young-modulus (az anyagnak az a tulajdonsága, hogy ellenáll a nyújtásnak és a nyomásnak a rugalmas deformáció során), és mindezen mutatók tekintetében a pókháló a legcsodálatosabb módon mutatta magát. út. Ráadásul a Darwin pókhálója hihetetlenül könnyű. Például, ha bolygónkat beburkoljuk Caerostris darwini rosttal, akkor egy ilyen hosszú cérna súlya mindössze 500 gramm lesz. Ilyen hosszú hálózatok nem léteznek, de az elméleti számítások egyszerűen elképesztőek!

23. Aerografit


Fotó: BrokenSphere

Ez a szintetikus hab az egyik legkönnyebb rostos anyag a világon, és mindössze néhány mikron átmérőjű széncsövek hálózatából áll. Az aerografit 75-ször könnyebb, mint a hab, ugyanakkor sokkal erősebb és rugalmasabb. Eredeti méretének 30-szorosára összenyomható anélkül, hogy rendkívül rugalmas szerkezetét károsítaná. Ennek a tulajdonságnak köszönhetően az airgrafithab a saját súlyának 40 000-szeresét is elviseli.

22. Palládium fémüveg


Fotó: pixabay

A California Institute of Technology (Berkeley Lab) tudóscsoportja fejlesztette ki az újfajta fémüveg, amely a szilárdság és a hajlékonyság szinte ideális kombinációját ötvözi. Az új anyag egyediségének oka abban rejlik, hogy kémiai szerkezete sikeresen elrejti a meglévő üveges anyagok törékenységét, és egyben megtartja a magas tartóssági küszöböt, ami végső soron jelentősen növeli ennek a szintetikus szerkezetnek a fáradási szilárdságát.

21. Volfrámkarbid


Fotó: pixabay

A volfrám-karbid egy hihetetlenül kemény anyag, amely nagyon kopásálló. Bizonyos körülmények között ez a kapcsolat nagyon törékenynek tekinthető, de nagy terhelés esetén egyedülálló műanyag tulajdonságokat mutat, amelyek csúszószalagok formájában nyilvánulnak meg. Mindezen tulajdonságoknak köszönhetően a volfrámkarbidot páncéltörő hegyek és különféle berendezések gyártásához használják, beleértve mindenféle vágót, csiszolótárcsát, fúrót, vágót, fúrószárat és egyéb vágószerszámot.

20. Szilícium-karbid


Fotó: Tiia Monto

A szilícium-karbid a harckocsik gyártásához használt egyik fő anyag. Ez a vegyület alacsony költségéről, kiemelkedő tűzállóságáról és nagy keménységéről ismert, ezért gyakran használják olyan berendezések vagy felszerelések gyártásához, amelyeknek el kell terelnie a golyókat, vágni vagy csiszolni más tartós anyagokat. A szilícium-karbid kiváló csiszolóanyagokat, félvezetőket, sőt, gyémántot utánzó ékszerbetéteket is készít.

19. Köbös bór-nitrid


Fotó: wikimedia commons

A köbös bór-nitrid szuperkemény anyag, keménysége hasonló a gyémánthoz, de számos megkülönböztető előnnyel is rendelkezik - magas hőmérsékleti stabilitás és vegyszerállóság. A köbös bór-nitrid még magas hőmérsékleten sem oldódik vasban és nikkelben, míg a gyémánt ugyanolyan körülmények között kémiai reakciók elég gyors. Ez tulajdonképpen előnyös az ipari csiszolószerszámokban való felhasználása szempontjából.

18. Ultra nagy molekulatömegű polietilén (UHMWPE), Dyneema rost márka


Fotó: Justsail

A nagy modulusú polietilén rendkívül magas kopásállósággal, alacsony súrlódási együtthatóval és nagy törésállósággal (alacsony hőmérsékleti megbízhatósággal) rendelkezik. Ma a világ legerősebb rostos anyagának tartják. A legcsodálatosabb ebben a polietilénben az, hogy könnyebb, mint a víz, és egyben képes megállítani a golyókat! A Dyneema szálakból készült kábelek és kötelek nem süllyednek el a vízben, nem igényelnek kenést, és nem változtatják meg tulajdonságaikat nedves állapotban, ami nagyon fontos a hajóépítéshez.

17. Titánötvözetek


Fotó: Alchemist-hp (pse-mendelejew.de)

A titánötvözetek hihetetlenül képlékenyek, és nyújtáskor elképesztő szilárdságot mutatnak. Ezen túlmenően magas hőállósággal és korrózióállósággal rendelkeznek, ami rendkívül hasznossá teszi őket olyan területeken, mint a repülőgépgyártás, rakétagyártás, hajógyártás, vegyipar, élelmiszeripar és közlekedéstechnika.

16. Folyékonyfém ötvözet


Fotó: pixabay

2003-ban fejlesztették ki Kaliforniában műszaki intézet(California Institute of Technology), ez az anyag erősségéről és tartósságáról híres. A vegyület neve valami törékeny és folyékony dolgot takar, de szobahőmérsékleten valójában rendkívül kemény, kopásálló, ellenáll a korróziónak és melegítés hatására átalakul, mint a hőre lágyuló műanyagok. Az eddigi fő alkalmazási területek az órák, golfütők és mobiltelefonok (Vertu, iPhone) borítóinak gyártása.

15. Nanocellulóz


Fotó: pixabay

A nanocellulózt farostból izolálják, és egy új típusú faanyag, amely még az acélnál is erősebb! Ráadásul a nanocellulóz olcsóbb is. Az innovációban nagy lehetőségek rejlenek, és a jövőben komolyan versenyezhet az üveg- és szénszállal. A fejlesztők úgy vélik, hogy hamarosan nagy kereslet lesz erre az anyagra a katonai páncélok, szuperrugalmas képernyők, szűrők, rugalmas akkumulátorok, abszorbens aerogélek és bioüzemanyagok gyártásában.

14. Sántos csigák fogai


Fotó: pixabay

Korábban már meséltünk a Darwin pók fogóhálójáról, amelyet egykor a bolygó legerősebb biológiai anyagaként ismertek el. Egy friss tanulmány azonban kimutatta, hogy a sánt a tudomány által ismert legtartósabb biológiai anyag. Igen, ezek a fogak erősebbek, mint a Caerostris darwini hálója. És ez nem meglepő, mert az apró tengeri lények durva sziklák felszínén növekvő algákkal táplálkoznak, és ahhoz, hogy a táplálékot elválasszák a sziklától, ezeknek az állatoknak keményen kell dolgozniuk. A tudósok úgy vélik, hogy a jövőben a mérnöki iparban felhasználhatjuk a tengeri sántikák fogainak rostos szerkezetének példáját, és elkezdhetünk autókat, hajókat, sőt nagy szilárdságú repülőgépeket is építeni, az egyszerű csigák példáján keresztül.

13. Martenzites acél


Fotó: pixabay

A martenzites acél nagy szilárdságú, erősen ötvözött ötvözet, kiváló hajlékonysággal és szívóssággal. Az anyagot széles körben használják a rakétatudományban, és mindenféle szerszám készítésére használják.

12. Ozmium


Fotó: Periodictableru / www.periodictable.ru

Az ozmium hihetetlen sűrű elem, és keménysége és magas olvadáspontja miatt nehezen megmunkálható. Ezért használják az ozmiumot ott, ahol a tartósságot és az erőt a leginkább értékelik. Az ozmiumötvözetek megtalálhatók elektromos érintkezőkben, rakétákban, katonai lövedékekben, sebészeti implantátumokban és sok más alkalmazásban.

11. Kevlár


Fotó: wikimedia commons

A kevlár egy nagy szilárdságú szál, amely megtalálható az autógumikban, fékbetétekben, kábelekben, protézis- és ortopédiai termékekben, testpáncélokban, védőruházati anyagokban, hajóépítésben és drón alkatrészekben. repülőgép. Az anyag szinte az erő szinonimájává vált, és hihetetlenül nagy szilárdságú és rugalmasságú műanyag. A kevlár szakítószilárdsága 8-szor nagyobb, mint az acélhuzalé, és 450 ℃ hőmérsékleten kezd olvadni.

10. Ultra-nagy molekulatömegű, nagy sűrűségű polietilén, Spectra rost márka


Fotó: Tomas Castelazo, www.tomascastelazo.com / Wikimedia Commons

Az UHMWPE alapvetően egy nagyon tartós műanyag. A Spectra, az UHMWPE márka, viszont egy könnyű szál a legmagasabb kopásállósággal, tízszer jobb, mint az acél ebben a mutatóban. A Kevlarhoz hasonlóan a Spectra-t páncélok és védősisakok gyártására használják. Az UHMWPE mellett a Dynimo Spectrum márka népszerű a hajóépítő és szállítóiparban.

9. Grafén


Fotó: pixabay

A grafén a szén allotrópja, és mindössze egy atom vastagságú kristályrácsa olyan erős, hogy 200-szor keményebb, mint az acél. A grafén úgy néz ki, mint egy fólia, de eltépni szinte lehetetlen feladat. A grafénlap átszúrásához egy ceruzát kell beleszúrni, amelyen egy egész iskolabuszt nyomó terhet kell egyensúlyoznia. Sok szerencsét!

8. Szén nanocső papír


Fotó: pixabay

A nanotechnológiának köszönhetően a tudósoknak sikerült olyan papírt készíteniük, amely 50 ezerszer vékonyabb az emberi hajszálnál. A szén nanocsövek lemezei 10-szer könnyebbek, mint az acél, de a legcsodálatosabb az, hogy 500-szor erősebbek, mint az acél! A makroszkopikus nanocső lemezek a legígéretesebbek szuperkondenzátor elektródák gyártásához.

7. Fém mikrorács


Fotó: pixabay

Ez a világ legkönnyebb fémje! A fém mikrorács egy szintetikus porózus anyag, amely 100-szor könnyebb, mint a hab. De hagyd kinézet Ne tévesszen meg, ezek a mikrorácsok is hihetetlenül erősek, így nagyszerű felhasználási lehetőségeket kínálnak mindenféle mérnöki területen. Kiváló lengéscsillapítók és hőszigetelők készíthetők belőlük, a fém elképesztő zsugorodási és eredeti állapotába való visszatérési képessége pedig lehetővé teszi energiatárolásra való felhasználását. A fém mikrorácsokat aktívan használják az amerikai Boeing cég repülőgépeinek különféle alkatrészeinek gyártásában is.

6. Szén nanocsövek


Fotó: Mstroeck felhasználó / en.wikipedia

Fentebb már beszéltünk a szén nanocsövekből készült ultraerős makroszkopikus lemezekről. De milyen anyag ez? Lényegében ezek egy csőbe hengerelt grafénsíkok (9. pont). Az eredmény egy hihetetlenül könnyű, rugalmas és tartós anyag, sokrétű felhasználási lehetőséggel.

5. Airbrush


Fotó: wikimedia commons

A grafén aerogél néven is ismert anyag rendkívül könnyű és erős egyben. Az új típusú gél teljesen helyettesíti a folyékony fázist egy gáznemű fázissal, és szenzációs keménység, hőállóság, alacsony sűrűség és alacsony hővezető képesség jellemzi. Hihetetlen, hogy a grafén aerogél hétszer könnyebb a levegőnél! Az egyedülálló vegyület 90%-os tömörítés után is képes visszaállítani eredeti formáját, és az abszorpcióhoz használt airgrafén tömegének 900-szorosát képes felszívni. Talán a jövőben ez az anyagosztály segít az ilyenek elleni küzdelemben környezeti katasztrófák mint az olajfoltok.

4. Cím nélküli anyag, a Massachusetts Institute of Technology (MIT) által kifejlesztett


Fotó: pixabay

Miközben ezt olvassa, az MIT tudósaiból álló csapat a grafén tulajdonságainak javításán dolgozik. A kutatók elmondták, hogy már sikerült ennek az anyagnak a kétdimenziós szerkezetét háromdimenzióssá alakítaniuk. Az új grafénanyag még nem kapta meg a nevét, de már ismert, hogy sűrűsége 20-szor kisebb, mint az acélé, szilárdsága pedig 10-szer nagyobb, mint az acélé.

3. Carbin


Fotó: Smokefoot

Bár ez csak lineáris szénatomláncok, a karbin 2-szer akkora szakítószilárdsággal rendelkezik, mint a grafén, és háromszor keményebb, mint a gyémánt!

2. Bór-nitrid wurcit módosítás


Fotó: pixabay

Ez az újonnan felfedezett természetes anyag során keletkezik vulkánkitörések, és 18%-kal keményebb, mint a gyémánt. Azonban számos egyéb paraméterben felülmúlja a gyémántokat. A wurtzit-bór-nitrid a Földön található két természetes anyag egyike, amely keményebb a gyémántnál. A probléma az, hogy nagyon kevés ilyen nitrid található a természetben, ezért nem könnyű tanulmányozni vagy a gyakorlatban alkalmazni.

1. Lonsdaleite


Fotó: pixabay

A hatszögletű gyémántként is ismert lonsdaleite szénatomokból áll, de ebben a módosításban az atomok kissé eltérően helyezkednek el. A wurtzit-bór-nitridhez hasonlóan a lonsdaleit is egy természetes anyag, amely keményebb a gyémántnál. Ráadásul ez a csodálatos ásvány 58%-kal keményebb, mint a gyémánt! A wurtzit-bór-nitridhez hasonlóan ez a vegyület is rendkívül ritka. Néha a lonsdaleit grafitot tartalmazó meteoritok Földdel való ütközésekor keletkezik.

Ősidők óta az emberek aktívan használnak különféle fémeket. Tulajdonságaik tanulmányozása után az anyagok elfoglalták méltó helyüket a híres D. Mengyelejev táblázatában. A tudósok még mindig vitatkoznak azon a kérdésen, hogy melyik fém legyen a világ legnehezebb és legsűrűbb fémje. A periódusos rendszer mérlegében két elem van – az irídium és az ozmium. Hogy miért érdekesek, olvass tovább.

Az emberek évszázadok óta tanulnak hasznos tulajdonságait a leggyakoribb fémek a bolygón. A tudomány tárolja a legtöbb információt az aranyról, ezüstről és rézről. Idővel az emberiség megismerkedett a vassal és a könnyebb fémekkel - ónnal és ólommal. A középkor világában az emberek aktívan használták az arzént, és a betegségeket higannyal kezelték.

A gyors fejlődésnek köszönhetően ma a legnehezebb és legsűrűbb fémek nem csak egy elemnek számítanak az asztalon, hanem egyszerre kettőnek. A 76. számban az ozmium (Os), a 77. szám pedig az irídium (Ir), az anyagok a következő sűrűségmutatókkal rendelkeznek:

• az ozmium 22,62 g/cm³ sűrűsége miatt nehéz;
• Az irídium nem sokkal könnyebb - 22,53 g/cm³.

A sűrűség arra utal fizikai tulajdonságok fémek, ez az anyag tömegének és térfogatának aránya. Mindkét elem sűrűségére vonatkozó elméleti számítások hibásak, így ma mindkét fémet a legnehezebbnek tekintik.

Az érthetőség kedvéért összehasonlíthatja egy közönséges parafa súlyát a világ legnehezebb féméből készült parafa súlyával. A mérleg ozmiumból vagy irídiumból készült dugóval történő kiegyensúlyozásához több mint száz közönséges dugóra lesz szüksége.

A fémek felfedezésének története

Mindkét elemet Smithson Tennant tudós fedezte fel a 19. század hajnalán. Sok akkori kutató tanulmányozta a nyers platina tulajdonságait, és „regia vodkával” kezelte. Csak a Tennant volt képes kimutatni két vegyi anyagot a keletkező üledékben:

• A tudós az üledékes elemet tartósan klórozmiumnak nevezte el;
• egy változó színű anyagot irídiumnak (szivárványnak) neveztek.

Mindkét elemet egyetlen ötvözet képviselte, amelyet a tudósnak sikerült szétválasztania. A platinarögök további kutatását K. Klaus orosz kémikus végezte, aki gondosan tanulmányozta az üledékes elemek tulajdonságait. A világ legnehezebb fémének meghatározásának nehézsége a sűrűségük alacsony különbségében rejlik, ami nem állandó érték.

A legsűrűbb fémek élénk jellemzői

A kísérleti úton előállított anyagok meglehetősen nehezen feldolgozható porok, a fémek kovácsolása nagyon magas hőmérsékletet igényel. Az irídium és az ozmium kombinációjának legelterjedtebb formája az ozmikus irídium ötvözete, amelyet platina üledékekben és aranyrétegekben bányásznak.

A leggyakoribb helyek, ahol az irídium megtalálható, a vasban gazdag meteoritok. A természetes ozmium nem található meg a természetben, csak az irídiummal és a platinacsoport más összetevőivel együttműködve. A lerakódások gyakran tartalmaznak ként és arzénvegyületeket.

A világ legnehezebb és legdrágább fémének jellemzői

Az elemek között periódusos táblázat Mengyelejev szerint az ozmium a legdrágább. Ezüst fém kékes árnyalattal a nemesfémek platina csoportjába tartozik kémiai vegyületek. A legsűrűbb, de nagyon törékeny fém nem veszíti el fényét a magas hőmérséklet hatására.

Jellemzők

• #76. elem Az ozmium atomtömege 190,23 amu;
• A 3033°C-on megolvadt anyag 5012°C-on forr.
• A legtöbb nehéz anyag sűrűsége 22,62 g/cm³;
• Szerkezet kristályrács hatszög alakú.

Az ezüst árnyalat elképesztően hideg fénye ellenére az ozmium magas toxicitása miatt nem alkalmas ékszerek készítésére. Az ékszer megolvasztásához a Nap felszínéhez hasonló hőmérsékletre lenne szükség, mivel a világ legsűrűbb fémje tönkremegy a mechanikai igénybevétel hatására.

Az ozmium porrá alakulva kölcsönhatásba lép az oxigénnel, reagál kénre, foszforra, szelénre; az anyag reakciója a vízben nagyon lassú. Az ozmiumnak nincs mágnesessége; az ötvözetek hajlamosak oxidálódni és klasztervegyületeket képezni.

Hol használják?

A legnehezebb és hihetetlenül sűrű fém nagy kopásállósággal rendelkezik, így ötvözetekhez adva jelentősen megnő azok szilárdsága. Az ozmium felhasználása elsősorban a vegyiparhoz köthető. Ezenkívül a következő szükségletekre használják:

• nukleáris fúziós hulladék tárolására szolgáló konténerek gyártása;
• rakétatudomány, fegyvergyártás (robbanófejek) szükségleteihez;
• az óraiparban márkás modellek szerkezeteinek gyártásához;
• sebészeti implantátumok, pacemakerek alkatrészeinek gyártásához.

Érdekes módon a legsűrűbb fémet tekintik az egyetlen olyan elemnek a világon, amely nincs kitéve a savak (salétrom- és sósav) „pokoli” keverékének agressziójának. Az ozmiummal kombinált alumínium annyira képlékeny lesz, hogy törés nélkül húzható.

A világ legritkább és legsűrűbb fémének titkai

Az a tény, hogy az irídium a platina csoporthoz tartozik, immunitást biztosít a savakkal és azok keverékeivel szembeni kezeléssel szemben. A világon az irídiumot az anódiszapból nyerik a réz-nikkel gyártás során. Az iszap aqua regiával történő kezelése után a keletkező csapadékot kalcinálják, ami az irídium extrakcióját eredményezi.

Jellemzők

A legkeményebb ezüst-fehér fém a következő tulajdonságokkal rendelkezik:

• periódusos rendszer eleme Iridium No. 77 rendelkezik atomtömeg 192,22 amu;
• a 2466 °C-on megolvadt anyag 4428 °C-on forr;
• az olvadt irídium sűrűsége – 19,39 g/cm³;
• elemsűrűség szobahőmérsékleten – 22,7 g/cm³;
• Az irídium kristályrács egy arcközpontú kockához kapcsolódik.

A nehéz irídium nem változik a normál levegőhőmérséklet hatására. A hő hatására bizonyos hőmérsékleteken végzett kalcinálás eredménye többértékű vegyületek képződése. Az irídiumfekete friss üledékének porát aqua regiával, valamint klóroldattal részben fel lehet oldani.

Alkalmazási terület

Bár az irídium nemesfém, ritkán használják ékszerekhez. A nehezen feldolgozható elemre nagy a kereslet az utak építésében és az autóalkatrészek gyártásában. Az oxidációra nem érzékeny legsűrűbb fémötvözeteket a következő célokra használják:

• tégelyek gyártása laboratóriumi kísérletekhez;
• speciális fúvókák gyártása üvegfúvókhoz;
• tollak és golyóstollak hegyének letakarása;
• tartós gyújtógyertyák gyártása autókhoz;

Az irídium izotópokat tartalmazó ötvözeteket a hegesztési gyártásban, a műszergyártásban és a lézertechnológia részeként kristálytermesztésben használják. A legnehezebb fém használata lehetővé tette a lézeres látásjavítást, a vesekövek zúzását és egyéb orvosi beavatkozásokat.

Bár az irídium nem mérgező és nem veszélyes biológiai szervezetek, V természetes környezet Megtalálható veszélyes izotópja – a hexafluorid. Gőzök belélegzése mérgező anyag azonnali fulladáshoz és halálhoz vezet.

Természetes előfordulási helyek

A természetben a legsűrűbb fém irídium lerakódásai elhanyagolhatóak, sokkal kisebbek, mint a platina készletei. Feltehetően a legtöbbet nehéz anyag eltolódott a bolygó magjához, így az elem ipari termelési volumene kicsi (körülbelül három tonna évente). Az irídiumötvözetekből készült termékek akár 200 évig is eltarthatnak, így az ékszerek tartósabbak.

A legnehezebb, kellemetlen szagú fém, az ozmium rögök nem találhatók meg a természetben. Az ásványi anyagok összetételében nyomokban ozmikus irídium is megtalálható a platina, palládium és ruténium mellett. Ozmikus irídium lelőhelyeket tártak fel Szibériában (Oroszország), Amerika egyes államaiban (Alaska és Kalifornia), Ausztráliában és Dél-Afrikában.

Ha platinalerakódásokat fedeznek fel, lehetséges lesz az ozmium irídiummal történő izolálása a különféle termékek fizikai vagy kémiai vegyületeinek megerősítése és megerősítése érdekében.