मनुष्य द्वारा आविष्कार की गई दुनिया की सबसे कठोर सामग्री पर विचार करते समय, ज्यादातर लोग तुरंत हीरे के बारे में सोचते हैं। और यह निस्संदेह ग्रह पर सबसे कठोर सामग्रियों में से एक है। हालाँकि, ऐसी सामग्रियाँ हैं जो स्थायित्व और मजबूती के मामले में हीरे से भी आगे निकल जाती हैं।
इस लेख में हम आपको बताने जा रहे हैं कि दुनिया का सबसे कठोर पदार्थ कौन सा है और कौन सा पदार्थ किसी पदार्थ को कठोर बनाता है।
कठोरता क्या है
जब हम शुद्धता के संदर्भ में बात करते हैं, तो किसी पदार्थ की कठोरता उसकी परमाणु और आणविक संरचना से निर्धारित होती है। यह संरचना अनंत संख्या में संभावित संयोजनों के माध्यम से बनाई जा सकती है, और प्रत्येक सामग्री के तत्वों का विशिष्ट संयोजन अंततः उसके अद्वितीय रासायनिक और भौतिक गुणों को निर्धारित करता है।
अपनी परमाणु संरचना के कारण, कार्बन एक असाधारण अद्वितीय सामग्री है। अपने नाभिक के भीतर केवल छह प्रोटॉन होने के बावजूद, कार्बन अपने बंधन ज्यामिति की बहुमुखी प्रतिभा के कारण कई जटिल बंधन बनाने में सक्षम है। कार्बन की स्वयं के साथ संयोजन करने की क्षमता भी उल्लेखनीय है, विशेष रूप से उच्च दबाव पर, जहां एक स्थिर क्रिस्टलीय जाली उत्पन्न की जा सकती है। इन आदर्श परिस्थितियों में, कार्बन परमाणु एक उल्लेखनीय टिकाऊ संरचना बना सकते हैं जिसे हीरा कहा जाता है।
नैनोटेक्नोलॉजी के आगमन के बाद से, अब यह माना जाता है कि ऐसे पदार्थों के कम से कम छह वर्गीकरण हैं जो हीरे की ताकत से अधिक हैं। इसके अलावा, इस बात की बहुत अधिक संभावना है कि भविष्य में यह राशि बढ़ेगी।
दुनिया का सबसे कठोर पदार्थ
वर्टज़ाइट
वुर्टज़ाइट अपने असाधारण स्थायित्व के लिए प्रसिद्ध है, जिसकी तुलना अक्सर ज्वालामुखी के कठोर मैग्मा की ताकत से की जाती है। कार्बन के अलावा अन्य परमाणुओं का उपयोग करके, घटकों में से एक के रूप में बोरान नाइट्राइड (बीएन) के साथ एक क्रिस्टल उत्पन्न करना संभव है। इससे आवर्त सारणी के पांचवें और सातवें तत्वों के जुड़ने से कई संभावनाएं पैदा होती हैं। परिणामी संयोजन विभिन्न रूपों में मौजूद हो सकता है, जिसमें अनाकार (गैर-क्रिस्टलीय), हेक्सागोनल (ग्रेफाइट जैसा), क्यूबिक (हीरे की तुलना में कुछ हद तक नरम), और वर्टज़ाइट शामिल हैं।
सभी संभावित विविधताओं में से, अंतिम रूप सबसे अजीब है और इसे तैयार करना बेहद कठिन है। वुर्टज़ाइट केवल ज्वालामुखी विस्फोट के दौरान उत्पन्न होता है और सीमित मात्रा में पाया गया है, इसलिए इसकी सटीक कठोरता गुणों का बड़े पैमाने पर परीक्षण नहीं किया गया है। हालाँकि, वर्ट्ज़ाइट एक अलग प्रकार की क्रिस्टल जाली का निर्माण करता है, जो फलक-केंद्रित घन के बजाय टेट्राहेड्रल है। नवीनतम सिमुलेशन से संकेत मिलता है कि कठोरता के मामले में यह हीरे से 18% अधिक है।
लोन्सडेलाईट
लोंसडेलाइट एक खनिज है जिसकी कठोरता विशेष रूप से उल्कापिंड अनुसंधान के क्षेत्र में रुचि का विषय है। यदि हमने ऐसे परिदृश्य की कल्पना की है जिसमें कार्बन, विशेष रूप से ग्रेफाइट युक्त एक उल्कापिंड पृथ्वी के वायुमंडल में प्रवेश करता है और हमारे ग्रह के संपर्क में आता है, तो यह मान लेना तर्कसंगत होगा कि प्रभाव पर यह पिंड अत्यधिक गर्म होगा। हालाँकि, सच्चाई यह है कि उल्कापिंड की केवल बाहरी परतें ही गर्म होने के अधीन होंगी, जबकि पृथ्वी की अपनी अधिकांश यात्रा के दौरान आंतरिक भाग ठंडा रहता है।
प्रभाव पड़ने पर, जो आंतरिक बल उत्पन्न होते हैं वे पृथ्वी की सतह पर किसी भी अन्य प्राकृतिक घटना से अद्वितीय होते हैं। इस अत्यधिक दबाव के कारण ग्रेफाइट में परिवर्तन होता है, जिसके परिणामस्वरूप अत्यधिक क्रिस्टलीय संरचना बनती है। हीरे के विपरीत, यह संरचना घनीय नहीं बल्कि षट्कोणीय है, जो हीरे से 58% अधिक कठोरता उत्पन्न करती है।
Dyneema
डायनेमा एक फाइबर है जो स्टील से भी अधिक मजबूत माना जाता है। प्राकृतिक पदार्थों से हटकर हम कृत्रिम पदार्थों की ओर बढ़ेंगे। डायनेमा के बारे में बात करते समय, यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि यह एक असाधारण विशेषता वाला थर्मोप्लास्टिक पॉलीथीन पॉलिमर है: इसका आणविक भार बहुत अधिक है। अधिकांश अणुओं में परमाणुओं की श्रृंखलाएँ होती हैं जिनमें कुल कुछ हज़ार परमाणु द्रव्यमान इकाइयाँ (प्रोटॉन और/या न्यूट्रॉन) होती हैं।
हालाँकि, UHMWPE (अल्ट्रा-हाई आणविक भार पॉलीथीन) में लाखों परमाणु द्रव्यमान इकाइयों के आणविक द्रव्यमान वाली श्रृंखलाएँ होती हैं। इस तरह की लंबी श्रृंखलाओं के परिणामस्वरूप अंतर-आणविक अंतःक्रियाएं बढ़ती हैं, अंततः डायनेमा का निर्माण होता है, जो एक अविश्वसनीय रूप से मजबूत सामग्री है। वास्तव में, इसमें सभी मान्यता प्राप्त थर्मोप्लास्टिक्स की तुलना में उच्चतम प्रभाव प्रतिरोध है। यह सामग्री इतनी मजबूत है कि यह बाजार में उपलब्ध अन्य सभी टाई डाउन और टो रस्सियों से बेहतर प्रदर्शन करती है। यह पानी से भी हल्का होने के बावजूद गोलियों को रोकने की क्षमता रखता है। वास्तव में, डायनेमा समान मात्रा में स्टील से पंद्रह गुना अधिक मजबूत है।
अनाकार धात्विक मिश्रधातु या धात्विक कांच
सभी भौतिक पदार्थों के दो महत्वपूर्ण गुण हैं ताकत, या वह बल की मात्रा जिसे वह झेल सकता है, और क्रूरता, या फ्रैक्चर का विरोध करने की उसकी क्षमता। उदाहरण के तौर पर हम सिरेमिक का उपयोग करते हैं: यह मजबूत है, लेकिन बहुत कठोर नहीं है; वे मामूली प्रभाव से भी टूट सकते हैं। हालाँकि, वैज्ञानिकों और शोधकर्ताओं के एक समूह ने 2011 में एक नए प्रकार के माइक्रोअलॉय ग्लास की खोज की, जो पाँच तत्वों से बना है: फॉस्फोरस, सिलिकॉन, जर्मेनियम, सिल्वर और पैलेडियम। यह नवोन्वेषी सामग्री स्टील से भी अधिक टिकाऊ है।
बकीपेपर
2वीं सदी के अंत से, यह स्थापित हो गया है कि कार्बन का एक प्रकार है जो हीरे की तुलना में अधिक प्रतिरोधी है: कार्बन नैनोट्यूब। कार्बन परमाणुओं को षट्कोणीय आकार में व्यवस्थित करने से एक ठोस बेलनाकार संरचना प्राप्त होती है जो मनुष्य द्वारा खोजी गई किसी भी अन्य संरचना की तुलना में अधिक स्थिर होती है। प्रत्येक नैनोट्यूब का व्यास 4 से 10 नैनोमीटर के बीच है, लेकिन प्रत्येक नैनोट्यूब प्रभावशाली रूप से मजबूत और टिकाऊ है। कार्बन नैनोट्यूब का वजन स्टील का केवल XNUMX% होता है, लेकिन उनकी ताकत सैकड़ों गुना अधिक होती है। वे आग प्रतिरोधी भी हैं, उनमें उत्कृष्ट तापीय चालकता है और उल्लेखनीय विद्युत चुम्बकीय परिरक्षण क्षमताएं हैं। इस सामग्री का सामग्री भौतिकी, इलेक्ट्रॉनिक्स, सैन्य प्रौद्योगिकी और जीव विज्ञान जैसे क्षेत्रों में विभिन्न अनुप्रयोग हैं।
जैसा कि आप देख सकते हैं, ऐसी सामग्रियां हैं जिन्होंने हीरे को दुनिया की सबसे कठोर सामग्री से अलग कर दिया है। मुझे आशा है कि इस जानकारी से आप दुनिया की सबसे कठोर सामग्री और उसकी विशेषताओं के बारे में अधिक जान सकते हैं।