I en eller anden grad, må det da kunne gi' sig, hvis det er elastisk - og så kan det jo ikke være hårdt som sten. Måske slidstærkt, som sten - men ikke hårdt.
Et nyt kulstofmateriale er både ultrastærkt, let, elastisk og elektrisk ledende.
Det kan vise sig interessant til såvel militære som civile anvendelser inden for luftfart og rumfart, mener forskere fra Kina og USA, der præsenterer det nye materiale i en videnskabelig artikel i Science Advances.
Omkostningen ved at producere materialet vil dog nok betyde, at det ikke får en masseudbredelse.
Kulstof er et atom, hvis elektronkonfiguration tillader det at lave flere forskellige bindinger.
Derfor har diamant, grafit og helt flade, todimensionelle grafen-lag meget forskellige mekaniske og elektriske egenskaber. Det betyder, kulstof – i forskellige former – kan bruges både som et smøremiddel og til at skære med.
Ved at kombinere de forskellige bindinger i ét og samme kulstofmateriale kan man designe materialeegenskaberne på helt nye og uventede måder.
Det har Zhisheng Zhao og Yongjun Tian fra Yanshan University i Kina sammen med kolleger fra bl.a. Carnegie Institution of Washington i USA opnået ved at tage udgangspunkt i glasagtigt kulstof (glassy carbon).
Det samme materiale har forskerne fra nogle af de samme forskningsinstitutioner tidligere arbejdet med, og de har opnået usædvanlige egenskaber ved sammenpresning under ekstremt høje tryk.
I de nye forsøg har de anvendt en mere moderat sammenpresning end tidligere, som dog svarer til et tryk på 25 gigapascal (ca. 250.000 atmosfærer). Det er sket under opvarmning til temperaturer på op til ca. 1100 grader celsius.
Herved omdannes nogle af sp²-bindingerne til sp³-bindinger, som giver anledning til de helt unikke egenskaber.
Som vi skrev i 2011 om de første forsøg med sammenpresning af glasagtigt kulstof under høje tryk ved stuetemperatur, var det et problem, at de særlige egenskaber forsvandt igen, når trykket blev fjernet.
Man har også tidligere forsøgt sig med sammenpresning under meget høje temperaturer. Men så blev der dannet nanokrystallinske diamanter – og det er man ikke interesseret i.
Men nu har forskerne tilsyneladende knækket problemstillingen med fremstilling og fundet de rette processer, der sikrer, at materialet bevarer de ønskede egenskaber.
Hermed er ballet for alvor åbnet for design af nye materialer – og det gælder både for teoretikere og eksperimentalfysikere, skriver forskerne afslutningsvis i deres videnskabelige artikel.
I en eller anden grad, må det da kunne gi' sig, hvis det er elastisk - og så kan det jo ikke være hårdt som sten. Måske slidstærkt, som sten - men ikke hårdt.
Hvis jeg har fattet det korrekt, er materialet hårdt under kompression og elastisk under træk. Hvis det er tilfældet, kan der være nogle militære anvendelsesmuligheder i fx "skudsikker" veste og lign påklædning.
@Thorbjørn og Michael. Hårdhed og elasticitet er ikke hinandens omvendte.
Elasticitet/stivhed [E-modul] er et materiales villighed/modstandskraft til at udvise/undgå elastisk deformation. Med 'elastisk' forstås at al deformation er midlertidig - når spændingen er frigivet vil materialet returnere til udgangspunktet. Det kan måles som hældningen på din lineære del af arbejdskurven.
Styrke [flydespænding, σ_y] er et materiales egenskab til at modstå plastisk deformation. Med plastisk deformation forstås permanent ændring.
Hårdhed [Hv, Hc osv.] er en overfladeegenskab af et materiale. Det måles med fx en Vickers diamant. Man trykker diamanten ned i materialet med en fikseret kraft og måler herefter hvor stort et aftryk (plastisk deformation) diamanten har forudsaget. Der er typisk en relation mellem styrke og hårdhed men undtagelser kan findes.
Et materiale kan være meget elastisk, stærkt og hårdt ligesom det pågældende i artiklen. Forestil jer, at en stang udført i materialet (hvis det ellers kan udfærdiges som en stang) vil: - bøje en del elastisk (hvilket er ønskværdigt i nogle situationer) - være stærkt nok til at undgå plastisk deformation - udvise stor slidstyrke (hvis der ellers er tale om abrasivt slid, hvor hårdhed er ønskværdigt)
Håber det giver lidt klarhed.
Håber det giver lidt klarhed.
Hej Silas. Jeg tror det var den med "elastisk deformation" jeg ikke havde styr på :o)
Tak for forklaringen!
Vi bygger bro med stærke vidensmedier, relevante events, nærværende netværk og Teknologiens Jobfinder, hvor vi forbinder kandidater og virksomheder.
Læs her om vores forskellige abonnementstyper
Med vores nyhedsbreve får du et fagligt overblik og adgang til levende debat mellem fagfolk.
Teknologiens Mediehus tilbyder en bred vifte af muligheder for annoncering over for ingeniører og it-professionelle.
Tech Relations leverer effektiv formidling af dit budskab til ingeniører og it-professionelle.
Danmarks største jobplatform for ingeniører, it-professionelle og tekniske specialister.
Kalvebod Brygge 33. 1560 København V
Adm. direktør
Christina Blaagaard Collignon
Chefredaktør
Trine Reitz Bjerregaard