拉伸強度最大的材料是什么?

碳納米管纖維( Carbon Nanotube Fiber)是拉伸強度最大的材料。它也是彈性模量非常高的最硬材料,意味著不容易拉伸。碳納米管可以被視為只有一個分子寬,被卷曲成筒的石墨烯片。

這些筒有單壁或多壁之分。多壁碳納米管已被測量為拉伸強度最高的材料,原子尺測試量度在63 GPa(帕斯卡),低于300 GPa的最高理論限度。盡管科學家目前還沒有能力大批量生產這種拉伸強度的材料,但有最終獲得成功的可能。

與碳納米管相比,高碳鋼的拉伸強度大約為1.2 GPa。目前已經能批量生產拉伸強度為1.6 GPa的碳納米管纖維,這也是至今為止,能大批量生產的天然或人造纖維中拉伸強度最高的。碳納米管纖維如此強韌,以至于一條5萬公里的纖維簾線能夠從地球表面拉伸到地球的同步軌道,并且不會斷裂。這一概念也被叫做太空電梯。

2007年5月,美國海軍資助的研究人員成功制成了長度2毫米的碳納米管。這些納米管的長寬比大約為90萬比1。海軍對具有這種拉伸強度的纖維感興趣是可以理解的,因為它可以用于系泊纜繩和緊固貨物等多種用途。更強的纖維還能讓遙控潛水器負重更多,下潛更深,并且更加安全可靠。因此,拉伸強度最大的纖維還能拓展我們探索海底的能力。

同樣的好處還能惠及所有與工程和設計有關的領域。如果碳納米管纖維價格變的更便宜,橋梁可以制造的更結實。如今的價格是每克數百或數千美元,但這個價格在最近幾年已經呈現下降趨勢。

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