拉伸强度最大的材料是什么?

碳纳米管纤维( Carbon Nanotube Fiber)是拉伸强度最大的材料。它也是弹性模量非常高的最硬材料,意味着不容易拉伸。碳纳米管可以被视为只有一个分子宽,被卷曲成筒的石墨烯片。

这些筒有单壁或多壁之分。多壁碳纳米管已被测量为拉伸强度最高的材料,原子尺测试量度在63 GPa(帕斯卡),低于300 GPa的最高理论限度。尽管科学家目前还没有能力大批量生产这种拉伸强度的材料,但有最终获得成功的可能

与碳纳米管相比,高碳钢的拉伸强度大约为1.2 GPa。目前已经能批量生产拉伸强度为1.6 GPa的碳纳米管纤维,这也是至今为止,能大批量生产的天然或人造纤维中拉伸强度最高的。碳纳米管纤维如此强韧,以至于一条5万公里的纤维帘线能够从地球表面拉伸到地球的同步轨道,并且不会断裂。这一概念也被叫做太空电梯。

2007年5月,美国海军资助的研究人员成功制成了长度2毫米的碳纳米管。这些纳米管的长宽比大约为90万比1。海军对具有这种拉伸强度的纤维感兴趣是可以理解的,因为它可以用于系泊缆绳和紧固货物等多种用途。更强的纤维还能让遥控潜水器负重更多,下潜更深,并且更加安全可靠。因此,拉伸强度最大的纤维还能拓展我们探索海底的能力。

同样的好处还能惠及所有与工程和设计有关的领域。如果碳纳米管纤维价格变的更便宜,桥梁可以制造的更结实。如今的价格是每克数百或数千美元,但这个价格在最近几年已经呈现下降趋势。