Welk materiaal heeft de meest treksterkte?

Het materiaal met de grootste sterkte is koolstof nanobuisvezel.Het is ook het stijfste bekende materiaal, met een enorm hoge elastische modulus, wat betekent dat het niet gemakkelijk uitrekt.Koolstofnanobuisjes kunnen worden gevisualiseerd als grafeenbladen die in cilinders zijn gekruld, slechts een molecuul breed.

Deze cilinders kunnen enkele wanden hebben (SWNT's of eenwandige koolstofnanobuizen) of meerdere wanden (MWNT's of multi-muurde koolstofnanobuisjes).Multiwandige koolstofnanobuisjes zijn gemeten als het materiaal met de meest treksterkte van ALL, meten in 63 GPa (Gigapascals) voor testen op atoomschaal, ruim onder het theoretische maximum van 300 GPa.Wetenschappers hebben deze treksterkte nog niet in bulkmaterialen kunnen produceren, hoewel het werk aan de gang is en het uiteindelijke succes waarschijnlijk lijkt.

In tegenstelling tot koolstofnanobuisjes heeft koolstofarme staal een treksterkte van ongeveer 1,2 GPa.Bulk koolstof nanobuisvezel is gemaakt met een treksterkte van 1,6 GPa, wat de meest treksterkte is van elke vezels, natuurlijk of kunstmatig, door een orde van grootte.Verdere verbeteringen door een andere orde van grootte lijken de komende decennia aannemelijk.Koolstof nanobuisvezel is zo sterk dat een kabel van de vezel van 50.000 km lange (31.070 mijl) van de aardoppervlak kan worden uitgebreid tot geosynchrone baan en het zou niet breken.Dit concept staat bekend als een ruimtelift.

In mei 2007 zijn onderzoekers gefinancierd door de Amerikaanse marine erin geslaagd koolstofnanobuisjes te maken met een lengte van meer dan 2 mm, de langste tot nu toe.De lengtebreedteverhouding van deze nanobuisjes is ongeveer 900.000 tot 1. De marine is begrijpelijkerwijs geïnteresseerd in vezels met de meest treksterkte, omdat het touwen gebruikt voor tal van doeleinden zoals aanmeren, bevestigende lading, enz.ROV's (op afstand geëxploiteerde voertuigen) om meer te wegen, dieper te reizen en betrouwbaarder verbonden te zijn aan hun basisstations, relevant in het licht van een Japanse ROV van $ 15 miljoen, een van de meest geavanceerde ter wereld, die onlangs verloren is gegaan in de loop van eenSterke storm.Zo zouden vezels met de meest treksterkte ons vermogen om de oceaanvloeren te verkennen, een boost geven.

Vergelijkbare voordelen kunnen zich verspreiden in alle domeinen van engineering en design.Bridges kunnen veel sterker worden gemaakt als koolstofnanobuisvezel betaalbaarder zou worden.Momenteel kost het honderden of duizenden dollars per gram, maar de kosten zijn de afgelopen jaren exponentieel gedaald.