關於最堅硬材料，你不知道的事

聽說,長的好看的人都關注了我

世界上堅硬的材料千萬種，但最堅硬的材料是什麼呢？其實我們很難確定世界上最堅硬的材料究竟是什麼。這取決於我們討論的強度類型是什麼—拉伸強度或是剪切韌性？屈服強度或者是硬度？因此關於強度的定義並不唯一，今天塑哥就帶大家去了解目前世界上所存在的最堅硬材料們，從各個不同角度來分析其強度。

鑽石

就硬度而言，鑽石可謂無與倫比，這也就是為什麼其基本上不可能被刮傷。鑽石是由碳原子緊密排列在一起形成的，其常被用於鑽頭，砂紙以及鋸等，可進行切割，研磨，拋光等。然而，雖然鑽石是最堅硬的，但卻不是強度最大的，當你用鎚子砸它時，它會碎成碎片。

蜘蛛絲

蜘蛛絲具有非常高的拉伸強度。它可以承受比鋼還高的拉力，同時也可以被拉伸很長。強度最高的蜘蛛絲來自於馬達加斯加的達爾文樹皮蜘蛛，它可製造世界上最大的蜘蛛網之一。

碳/碳複合材料

碳/碳複合材料有很多種，但是所有的材料都具有良好的強度。它們可以抵抗巨大的張力，也可以在開裂前吸收大量的力。由於其質量非常輕，因此這種複合物可用于飛機引擎，也可用於太空梭的外殼和洲際彈道導彈的頭錐。

鋨

鋨是鉑族的金屬化學元素，當獲得鋨單體的時候，它是一種非常堅硬的金屬，具有藍色，且是六方晶體結構。它可以用於鋼筆，電接觸等，也可應用於需要極端耐久性和硬度等領域。

馬氏體時效鋼

馬氏體時效鋼具有超高的強度和韌性，且具有很好的延展性，它們可用於航空航天和模具等方面。馬氏體時效是指馬氏體的老化，硬質組織常出現於鋼中。

金屬玻璃

這種玻璃由鈀的微合金製成，具有的化學結構在保持其強度的同時可抵消玻璃固有的脆性。其密度不高，且比鋼要輕，和鋁以及鈦差不多。

纖鋅礦型氮化硼

纖鋅礦型氮化硼的結構和鑽石非常相似，但是鑽石是碳在高壓下經過一定時間形成的，而纖鋅礦型氮化硼是在火山噴發時的高溫和高壓條件下形成的，其硬度比鑽石還要高18%。和鑽石類似，纖鋅礦型氮化硼可用於切割工具等需要非常高的硬度的領域。

六方金剛石

這也許是自然界存在的最堅硬的材料。它和鑽石相似，是由碳原子組成，但是其排列方式不一樣。六方金剛石的硬度比鑽石還要高58%。

石墨烯

石墨烯還有單層碳原子，排成蜂窩狀。在其晶體形式下，石墨烯是所測量的材料中強度最高的。石墨烯的製造很困難，但是科學家已經可以通過化學氣相沉積法來得到屏幕大小的石墨烯片，在這個過程中石墨烯在銅基底上生長。其潛在應用包括用於顯示屏幕等。

說到這裡，你可能認為最硬的材料不過如此了。但美國麻省理工學院（MIT）的一個研究小組在近日卻用3D印表機研究了最強的輕質材料之一。通過壓縮和熔化石墨烯片，他們創造出一種密度為鋼的5%、強度為鋼的10倍的材料。

石墨烯被普遍認為是最強的2D形式材料，MIT研究人員對其進行了一些激動人心的實驗，並且弄清楚了石墨烯如此之強的原因。通過對石墨烯片進行熱和壓力的壓縮，他們最終得到一種堅固而穩定、有點像珊瑚的結構。在創造出這種強大的、壓縮了的石墨烯形式後，科學家們發現了一些非常重要的東西：正是這種不尋常的、類似珊瑚的形狀使得壓縮後的石墨烯變得如此之強，而不是材料本身的性質。因此，通過在塑料等其他更便宜的材料上複製這種3D形式，科學家可以更低的成本實現類似於石墨烯的強度。

研究人員發現，當他們將石墨烯片壓縮成一個超強的形狀時，材料表現得有點像摺疊的紙張：展開時，紙張很容易撕破，但當它捲成管狀或摺疊成更小的形狀時，其強度大大增加。同樣，壓縮後的石墨烯片比未壓縮時強度更大。意識到這種模式後，研究人員想知道他們能實現怎樣的最大強度。「我們想看看極限在哪裡，想知道我們能生產出的、可能的最強材料是什麼樣的，」MIT的CEE研究科學家表示。

當把石墨烯結構壓縮至極限時，研究人員發現他們得到了一種令人難以置的堅固材料，其密度為鋼的5%，但強度卻是鋼的10倍。通過分析壓縮後的石墨烯片的幾何排列，研究人員能用3D印表機部分重現這種最強材料。

在這項研究中，最重要的發現之一是認識到可在其他材料上再現石墨烯的這種超強幾何結構，以便節省成本或利用其他材料的性能。換句話說，既可以利用真實的石墨烯材料，也可以利用在石墨烯材料中發現的這種結構，並用任何其他材料來替換掉石墨烯。

最終

MIT研究人員的發現可能會在許多領域發揮作用。例如，橋樑等混凝土結構可帶有與在石墨烯中發現的多孔幾何形狀相似的形狀，而這種幾何形狀的微小孔隙也可用於水或化學處理中的過濾系統。因此，面對金額昂貴的石墨烯材料來講，這種替代作用會為製造廠商節省大量的成本。

關於化塑俱樂部

化塑倶樂部依託化塑匯平台，網羅行業組織、媒體和專家資源，帶領俱樂部會員以行業沙龍、會員互訪以及領袖圓桌會議的形式交流行業最新技術、探討行業發展趨勢、結識行業領域精英。不僅如此，還為會員企業提供全方位的市場公關和品牌戰略營銷等服務，提升會員的品牌影響力。

關於Hi 塑料

Hi塑料是化塑俱樂部為專註於服務塑料行業人士打造的微信訂閱號， 這裡不僅是塑料行業精英的聚集地,也是國內外塑料行業最新資訊、最黑科技以及最in趨勢的傳播站。科技、創新、人脈、資源……且聽hi塑料對您說。

俱樂部聯繫人