你知道地球上最堅固的物質(zhì)是什么嗎?你可能猜的是鉆石，在某種意義上你是對的。它通常被認(rèn)為是地球上最堅硬的天然物質(zhì)。但是，就像大多數(shù)事情一樣，這個答案被大大簡化了。首先，硬度(和強度)不是單一的屬性。材料可以在某種程度上非常堅固，也可以在另一種程度上非常堅固。有些能更好地抵抗抓撓，而有些則能更好地吸收外力。還有新的合成材料結(jié)合了這些特性。

鉆石

在莫氏硬度計(一種測量各種礦物質(zhì)電阻的定性量表)中，鉆石的硬度為10(刻度從1到10，其中10是最硬的)。鉆石太硬了，必須用別的鉆石來切割。

達(dá)爾文吠蛛絲

達(dá)爾文吠蛛的蛛網(wǎng)通常被認(rèn)為是世界上最堅硬的生物物質(zhì)(盡管這一說法現(xiàn)在正受到另一種生物材料的質(zhì)疑)，它比鋼鐵更結(jié)實，比凱夫拉纖維更堅韌。同樣值得注意的是它的重量。一根足以環(huán)繞地球直徑的線只重半公斤。

飛行石墨Aerographite

這種合成泡沫是世界上最輕的結(jié)構(gòu)材料之一。它比聚苯乙烯泡沫塑料輕75倍(但結(jié)實多了!)這種材料可以壓縮到原來尺寸的30倍而不會對結(jié)構(gòu)造成任何損傷。

鈀微合金玻璃

由加利福尼亞的科學(xué)家開發(fā)的這種物質(zhì)幾乎是韌性和強度的完美結(jié)合。其原因是其化學(xué)結(jié)構(gòu)抵消了玻璃的脆性，但仍然保持了其強度。

碳化硅

這是戰(zhàn)斗坦克使用的基本材料。實際上，它幾乎被用在任何能使子彈偏轉(zhuǎn)或折射的物體上。它的莫氏硬度等級為9，熱膨脹系數(shù)也很低。

立方氮化硼

立方氮化硼的強度和鉆石差不多，它有一個主要的優(yōu)點:在高溫下不溶于鎳和鐵。由于這個原因，它可以用來加工這些元素(金剛石與鐵和鎳在高溫下形成氮化物)。

大力馬線 Dyneema

它被認(rèn)為是世界上最堅固的纖維。也許最神奇的是，盡管它比水輕，但它能擋住子彈!

鈦合金

鈦合金非常柔韌，具有很高的抗拉強度，但沒有鋼合金那么硬。

納米纖維素

由木漿制成，這種神奇的新材料比鋼還結(jié)實，也很便宜。事實上，納米纖維素被認(rèn)為是玻璃纖維和碳纖維的廉價替代品。

帽貝齒

我們提到達(dá)爾文吠蛛的蛛網(wǎng)是地球上最強的生物材料之一。然而，事實證明，帽狀齒甚至比蜘蛛網(wǎng)還要堅固。帽貝(水生蝸牛)的牙齒非常堅硬。它們必須如此，因為它們是用來清除巖石表面的藻類的?？茖W(xué)家們相信，在未來，我們可以復(fù)制帽貝齒牙齒的纖維結(jié)構(gòu)，并將其用于汽車、船只，甚至飛機上。

馬氏體時效鋼

這種物質(zhì)結(jié)合了極高的強度和韌性而不失去延展性。它在航空航天和工具技術(shù)中有許多用途。

鋨

鋨是一種密度極高的元素，用于要求高耐久性和硬度的物品(電觸點、鋼筆等)。

巴基紙

這種納米技術(shù)是由比人類頭發(fā)細(xì)5萬倍的碳管制成的。這就解釋了為什么它比鋼輕10倍，卻強500倍。

微晶格金屬

微晶格金屬是世界上最輕的金屬，也是地球上最輕的結(jié)構(gòu)材料之一。有人說它比泡沫塑料輕100倍!作為一種多孔的合成材料，它在許多工程領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。波音公司曾提到將其用于飛機制造，主要用于地板、座椅框架和墻壁。

碳納米管

碳納米管(CNTs)是一種簡單的“無縫圓柱形中空纖維”，由單片純石墨構(gòu)成。其結(jié)果是一種非常輕的材料。在納米尺度上，碳納米管的強度是鋼的200倍。

石墨烯氣凝膠

想象一下石墨烯的韌性與難以想象的輕盈結(jié)合在一起。它比空氣輕7倍，這種不可思議的材料經(jīng)過90%以上的壓縮后可以完全恢復(fù)，可以吸收900倍于自身重量的油。人們希望這種材料可以用來清理石油泄漏。

目前麻省理工學(xué)院正在研發(fā)一種尚未命名的物質(zhì)

麻省理工學(xué)院的科學(xué)家們相信他們已經(jīng)找到了在三維空間中最大化石墨烯二維強度的秘密。它們尚未命名的物質(zhì)的密度大約是鋼的5%，但強度卻是鋼的10倍。

碳炔

盡管只是單鏈原子，碳炔的拉伸強度是石墨烯的兩倍，硬度是鉆石的三倍。

纖鋅礦型氮化硼

這種天然物質(zhì)是在火山爆發(fā)的強度下產(chǎn)生的，比鉆石堅硬18%。它是最近發(fā)現(xiàn)硬度超過鉆石的僅有的兩種天然物質(zhì)之一。問題是這種物質(zhì)并不多，而且很難進(jìn)行實際測試。

藍(lán)絲戴爾石

這種物質(zhì)也是由碳原子構(gòu)成的，只是排列方式不同而已。它和纖鋅礦中的氮化硼是兩種比鉆石堅硬的天然物質(zhì)之一。然而，與前一種物質(zhì)一樣，它的供應(yīng)相對不足。它有時是由含有石墨的隕石撞擊地球而形成的。