Những Vật Liệu Dyneema Là Gì ? Kim Cương Có Đứng Đầu

Dyneema là một loại polyme polyetylen nhiệt dẻo có trọng lượng phân tử cực cao. Hầu hết các phân tử chúng ta biết chỉ có vài nghìn đơn vị khối lượng nguyên tử, nhưng chuỗi phân tử của polyetylen khối lượng phân tử siêu cao thì cực kỳ dài, và trọng lượng của một phân tử có thể lên tới hàng chục triệu đơn vị khối lượng nguyên tử.

Với một chuỗi phân tử dài như vậy, sự tương tác giữa các phân tử sẽ được tăng cường đáng kể. Trên thực tế, vật liệu này có độ bền va đập cao nhất trong tất cả các loại nhựa nhiệt dẻo đã biết, được coi là vật liệu sợi mạnh nhất trên thế giới, vượt trội hơn tất cả các loại dây buộc và dây kéo trên thị trường, nhẹ hơn nước và có khả năng chống đạn.

Số 3, Thủy tinh siêu nhỏ palladium

Tất cả các vật liệu vật lý đều có hai đặc tính quan trọng: độ bền và độ dẻo dai; độ bền là lực cần thiết để làm biến dạng vật liệu và độ dẻo dai là lực cần thiết để làm vỡ hoặc gãy vật liệu. Hầu hết các chất liệu gốm sứ đều có độ bền cao nhưng độ dẻo dai rất kém, chúng dễ bị vỡ nếu kẹp quá chặt hoặc vô tình làm rơi. Các chất liệu đàn hồi như cao su thì ngược lại, tuy không dễ gãy nhưng chúng rất dễ biến dạng và có độ cứng cực thấp.

Hầu hết các vật liệu thủy tinh đều dễ vỡ, độ bền cao và độ dẻo dai thấp. Ngay cả kính cường lực như kính Pyrex hoặc kính Corning cũng không đủ cứng như một vật liệu riêng. Nhưng vào năm 2011, các nhà nghiên cứu đã phát minh ra một loại thủy tinh vi mô mới, có chứa 5 nguyên tố là phốt pho, silicon, germani, bạc và palladium. Trong số đó, palladium có thể tạo thành các dải cắt, cho phép thủy tinh bị biến dạng dẻo khi nó bị tác động và sẽ không bị phá vỡ trực tiếp. Vật liệu này là sự kết hợp độ bền và độ dẻo dai cực cao, dễ dàng đánh bại mọi loại thép cũng như thủy tinh hiện có và đây cũng là vật liệu không chứa carbon cứng nhất trên thế giới.

Số 2, Buckypaper

Kể từ cuối thế kỷ 20, một vật liệu gọi là ống nano carbon đã được biết đến là "cứng hơn kim cương". Chất này thuộc hệ tinh thể lục giác, cấu trúc tổng thể là hình elip, và tính ổn định của nó tốt hơn bất kỳ cấu trúc nào mà con người biết đến. Nếu bạn kết hợp một số lượng lớn các ống nano carbon vào một bề mặt phẳng, bạn sẽ có được một loại "giấy" mỏng gọi là buckypaper.

Ngoài buckypaper, có một cấu trúc cứng không kém được gọi là buckyball, được tạo thành từ 60 nguyên tử carbon liên kết với nhau. Buckyball cũng là một vật liệu tự nhiên có thể được hình thành trong một số môi trường vũ trụ nhất định. Buckyball mặc dù đã được ứng dụng trong lĩnh vực nano, nhưng nó vẫn chưa đạt được sản lượng định lượng, và tạm thời chưa thể hiện được "tài năng" của mình ở quy mô vĩ mô, vì vậy nó không được đưa vào danh sách này.

Xem thêm: Yêu Cầu Quản Lý Nguyên Vật Liệu Hiệu Quả, 5 Nguyên Tắc Quản Lý Vật Liệu

Để so sánh, mỗi ống nano tạo nên buckypaper chỉ có đường kính từ 2 đến 4 nanomet, nhưng cấu trúc rất chắc chắn nên nó có thể được kết hợp thành các tấm vật liệu có diện tích lớn hơn. Trọng lượng của nó chỉ bằng 10% thép, nhưng nó cứng hơn hàng trăm lần. Ngoài ra, vật liệu này còn có khả năng chống cháy, hiệu quả dẫn nhiệt cao, khả năng che chắn điện từ vượt trội, có triển vọng ứng dụng phong phú trong khoa học vật liệu, linh kiện điện tử, quân sự và thậm chí cả lĩnh vực sinh học.

Số 1, Graphene

Cuối cùng, chúng ta hãy xem xét cấu trúc mạng lục giác bao gồm các nguyên tử cacbon - graphene, chỉ dày một nguyên tử. Sau khi được điều chế thành công, graphene vảy được kỳ vọng sẽ trở thành vật liệu mang tính cách mạng nhất của thế kỷ 21. Graphene thực sự là thành phần cấu trúc cơ bản nhất của ống nano carbon và có rất nhiều tình huống ứng dụng.

Ở cùng độ dày, graphene là vật liệu mạnh nhất được biết đến, với khả năng dẫn nhiệt và dẫn điện vô song, độ truyền ánh sáng đạt gần 100%. Giải Nobel Vật lý năm 2010 được trao cho Andrei Geim và Konstantin Novoselov vì các thí nghiệm của họ trên graphene. Cho đến nay, graphene vẫn là vật liệu mỏng nhất mà chúng ta biết. Và chỉ mất sáu năm để Game và Novoselov từ nghiên cứu đến trao giải, đây là một trong những kỷ lục nhanh nhất trong lĩnh vực vật lý.

Mỗi loại dây thừng đều có những điểm mạnh và điểm yếu riêng. Các loại dây thừng đặc biệt chỉ phù hợp cho một số công việc nhất định. Chúng ta hãy cùng tìm hiểu về một số loại dây thừng phổ biến nhất. Và nhất là… tìm ra loại dây thừng bền hơn cả thép.

1. Dây thừng loại Polypropylene

Dây thừng polypropylene là loại dây tổng hợp và có nhiều chất lượng độc đáo. Dây Polypropylene đặc biệt thích hợp để sử dụng xung quanh nước và sẽ không bị mục do nước và có khả năng chống nấm mốc.

1.1. Dây thừng Polypropylene và đời sống

Loại dây thừng này cũng được sản xuất với nhiều màu sắc khác nhau khiến nó trở thành sự lựa chọn phổ biến cho các rào chắn tại các sân gôn, công viên hoặc thậm chí là các nhà máy điện. Bởi vì polypropylene nổi được, nên nó được sử dụng để làm đường bơi của hồ bơi. Các ngư dân thường sử dụng dây này, đặc biệt là trong các lưới cua và tôm hùm. Nó cũng có thể được sử dụng cho phao neo, nuôi trồng thủy sản và dây lưới.

1.2. Dây thừng Polypropylene – Ưu nhược điểm

2. Dây thừng gai/ dây thừng bố

Đây là loại dây thừng rất phổ biến trong đời sống hàng ngày. Dây thừng gai bao gồm các sợi gai dầu hoàn toàn tự nhiên. Vì sự thẩm mỹ, loại dây thừng này thường được sử dụng cho hàng rào trang trí hoặc các mục đích phối cảnh khác nhau.

2.1. Dây thừng gai và đời sống

Do dễ bị hấp thụ chất lỏng và phân hủy tia cực tím, người sử dụng nên cẩn thận về độ căng kéo dài của dây thừng gai. Khả năng hấp thụ của dây gai khiến nó trở thành lựa chọn hàng đầu cho nhiều hoạt động thể chất đòi hỏi phải xử lý trực tiếp dây. Đối với các mục đích như kéo co, leo núi, vượt chướng ngại vật hoặc dàn dựng sân khấu, dây gai hút mồ hôi giúp bám đường tốt hơn.

Loại dây thừng này khi đứt, cũng không gây nguy hiểm như các loại dây tổng hợp khác. Nếu bạn cần một loại dây tự nhiên chất lượng cao, có tính thẩm mỹ và an toàn khi vận chuyển, dây thừng bố/gai là một sự lựa chọn tuyệt vời.

2.2. Dây thừng bố – ưu nhược điểm

3. Dây thừng chất liệu nylon

Dây thừng bằng nylon được đánh giá là mạnh hơn cả dây thừng gai và dây thừng polypropylene, dây thừng nylon thường kéo được những tải nặng nhất và chịu trọng lượng lớn nhất.

3.1. Dây thừng nylon và đời sống

Ngoài độ bền vượt trội, dây thừng nylon có mặt nhẵn giúp tăng khả năng chống mài mòn. Điều này làm dây thừng nylon rất phù hợp cho các hệ thống ròng rọc hoặc tời. Các hệ thống chống rơi hoặc cụm dây cứu hộ khác nhau cũng được làm từ dây nylon. Trong các ứng dụng này, độ bền và độ đàn hồi của nylon chính là ưu điểm được tận dụng tốt nhất.

3.2. Dây thừng Nylon – ưu nhược điểm

3.3. Ưu điểm nổi trội của dây thừng nylon

Trong khi cả dây thừng tời và polypropylene đều dễ bị tia cực tím làm hư hại, thì dây thừng nylon có khả năng chống tia cực tím, tiếp xúc với hóa chất hoặc bất kỳ hình thức thối nào khác. Mặc dù thực tế là nước có thể làm suy yếu độ bền của nylon, nhưng ảnh hưởng này rất nhẹ nên nylon vẫn thường được sử dụng cho các dây buộc và dây neo. Trên thực tế, dây nylon là một lựa chọn tuyệt vời cho bất kỳ dây buộc nào vì độ bền, độ giãn và độ bền của nó trong mọi môi trường. Độ bền toàn diện của dây thừng nylon làm cho nó hữu ích cho mọi công việc trong mọi tình huống.

4. Dây thừng Polyester

Dây thừng làm bằng Polyester được một số người coi là loại dây đa năng tốt nhất. Đây cũng là một trong những lựa chọn phổ biến hơn khi cần một sợi dây chịu lực nặng.

4. Dây thừng Polyester và đời sống

Dây thừng polyester là một loại dây tuyệt vời cho các ứng dụng công nghiệp nói chung cũng như các ứng dụng làm giàn. Nó chịu được thời tiết ngoài trời và chịu được các yếu tố khắc nghiệt của tự nhiên. 4. Dây thừng Polyester được sử dụng cho các dây để buộc hoặc giữ tàu thuyền trong các ứng dụng hàng hải.

Một số cách sử dụng cho sợi dây này có thể bao gồm: tời, giàn khoan hoặc các ứng dụng đơn giản trong gia đình. 4. Dây thừng Polyester cũng có thể bị nhầm lẫn nhiều lần là Nylon. Sự khác biệt lớn nhất là khả năng chống lại hóa chất của nó.

4. Dây thừng Polyester – ưu nhược điểm

5. Dây thừng bền hơn thép!

Nếu bạn chưa từng nghe về Dây thừng HMPE/ Dyneema và Dyneema”. Thì bạn chỉ cần nhớ một điều ngắn gọn: Dyneema là dây thừng sợi nhân tạo bền nhất thế giới. Dyneema còn được gọi là polyethylene trọng lượng phân tử siêu cao (UHMWPE), được sử dụng để sản xuất một số loại dây thừng, cáp treo và dây buộc.

Loại dây thừng đặc biệt này được ứng dụng rộng rãi trong các ngành như nâng hạng nặng, gió trên và ngoài khơi, FOWT, dầu khí, hàng hải, dưới đáy biển, quốc phòng, tời, phục hồi phương tiện 4×4, nuôi trồng, đánh cá và một số ngành khác. Trên thực tế, các loại dây làm từ sợi này có hiệu suất độ bền cao đến mức chúng đang thay thế dây thép và dây xích cho các hoạt động nâng hạng nặng trên toàn thế giới

LỜI KẾT

Dây thừng từ xa xưa đã là vật dụng quen thuộc với cuộc sống. Qua thời gian, với sự cải tiến chất liệu và công nghệ sản xuất, dây thừng ngày càng trở nên bền chắc hơn. Giúp cho nó không chỉ đơn thuần với công dụng làm dây ràng hàng hóa, cố định vật dụng, giải trí hay trang trí… Dây thừng đã có nhiều ứng dụng hơn ngay cả trong các ngành công nghiệp nặng, hóa chất, biển khơi.