從太空到深海,從實驗室到日常生活,新材料正在突破性能極限,一次次刷新我們對世界的認知,就讓我們一起來見證這些改變世界的“材料之最”吧!
最輕固體材料:石墨烯氣凝膠
密度僅0.16毫克/立方厘米,也就是說,一塊100立方厘米的氣凝膠,重量只有0.016克。它的密度約為空氣的1/8,卻能承受自身重量4000倍以上的壓力。
石墨烯氣凝膠疏松多孔,能高效吸附水中的有機污染物、重金屬離子,也可吸附空氣中的有害氣體,在環境治理領域具有重要的應用價值。
最強韌材料:碳納米管
抗拉強度是普通鋼材的300倍,密度卻只有鋼的1/6。碳納米管的導電性極佳,可以達到銅導線的1000倍,因此在電子器件、復合材料、儲能、生物醫學等領域的應用很廣泛,如用于制造高性能晶體管、超強復合材料等。
最耐熱材料:碳化鉭鉿合金
熔點高達4215攝氏度,是已知熔點最高的化合物,它的硬度也超過普通合金數倍。因具有超高熔點、高強度和良好的化學穩定性,碳化鉭(tǎn)鉿(hā)合金被廣泛用于航空航天發動機、核反應堆部件制造,也用于制作高端超硬刀具,在極端環境應用中表現出色。
最耐腐蝕材料:金屬鉭
熔點高達2996攝氏度,遠超普通金屬。它的化學穩定性強,耐腐蝕性近乎黃金的5倍,能抵抗多數強腐蝕性物質,包括王水(由濃鹽酸與濃硝酸按3:1混合而成,具有極強的腐蝕性)。鉭的延展性良好,能被拉成細絲。因此,鉭在電子領域用于制造電容,在醫療領域用于制作植入物,在化工領域用于耐蝕設備,應用非常廣泛。
最疏水材料:納米結構超疏水表面
幾乎完全排斥水分子,能讓99% 以上的水滴快速滾落,疏水性能是普通防水涂料的10倍以上。這種材料可用于自清潔表面,同時還具有良好的防腐蝕、防結冰性能,因此,這種材料在建筑防水、船舶減阻、汽車玻璃防霧、醫療防污等領域實現了革命性的突破。
最抗中子輻射材料:碳化硅纖維
可承受的中子輻照是普通結構材料的100倍以上。這種纖維在極強射線的輻照下仍能保持結構完整,因此,在核反應堆、空間探測、輻射防護等領域,碳化硅纖維的應用非常廣泛,如用于制造核反應堆包殼材料、空間站輻射屏蔽層、高能物理探測器等,是極端輻射環境下不可或缺的關鍵材料。