https://peda.net/id/4afa23c6bcf 2023-03-07T17:26:05+02:00 https://peda.net/:static/535/peda.net.logo.bg.svg <div class="license">Tämän sivun lisenssi <a rel="license" href="https://peda.net/info">Peda.net-yleislisenssi</a></div> https://peda.net/id/4afad06fbcf 2023-01-12T10:09:28+02:00 1. Mikä on maailman sitkein materiaali? Mistä se on valmistettu?<br/> 2. Missä tätä materiaalia voi käyttää?<br/> 3. Mitkä rajoittavat tämän materiaalin käyttöä?<br/> 4. Miten tämä materiaali on valmistettu?<br/> 5. Mistä aineista tutkijat epäilevät, että voidaan tulevaisuudessa valmistaa vielä sitkeämpiä materiaaleja? 2023-03-07T17:25:29+02:00 https://peda.net/id/4afb9528bcf 2023-01-12T09:24:13+02:00 <div class="ab-test-laneitem-390574"> <div class="article-top--l pt-16 bg-positive md:mb-16 hide-if-empty"> <div class="px-picture w-full"> <div class="px-caption mt-caption-top mb-16"> <p class="article-picture-caption"><span class="article-picture-byline"><span class="center"><a href="https://peda.net/p/hanna.voutilainen/kljv/9-lk-kemia/9ef-2023-saloviin/maailman-sitkein-materiaali-on-nyt-kromin-koboltin-ja-nikkel/metalli.jpg#top" title="metalli.jpg"><img src="https://peda.net/p/hanna.voutilainen/kljv/9-lk-kemia/9ef-2023-saloviin/maailman-sitkein-materiaali-on-nyt-kromin-koboltin-ja-nikkel/metalli.jpg:file/photo/3e8d960f969c8b4ea795dc70989bfc7c6102452a/metalli.jpg" alt="" title="metalli.jpg" class="inline" loading="lazy"/></a></span></span></p> </div> </div> </div> </div> <div class="ab-test-laneitem-38581"> <div class="article-byline byline-main mx-16"><span>Mikroskoopin kuvassa metalliseos on kokeessa –253 asteessa pakkasta. Vasta silloin yhdisteessä alkoi näkyä murtumia. <span class="article-picture-byline">Kuva: Robert Ritchie / Berkeley Lab</span><br/> <br/> <b>Timo Paukku HS</b></span></div> <div class="timestamp-label mx-16 mb-16"><b><span>10.1. 2:00</span><span> | Päivitetty 11.1. 18:00</span></b></div> <p class="article-body mb-24 px-16"><b><span class="article-leadin">Kromin</span></b><span><b>, koboltin ja nikkelin metalliseos</b> on nyt virallisesti maapallon sitkein materiaali. </span></p> <p class="article-body mb-24 px-16"><span>Materiaalien tutkijat ovat tienneet jo vuosia, että tuo metalliseos on hyvin sitkeää.</span></p> <p class="article-body mb-24 px-16"><span>Kokeet yllättivät silti. Seos vain sitkistyi, vaikka kokeen lämpötilat kokeessa laskivat. Metalliseokseen tuli vähemmän säröjä kuin huoneen lämpötiloissa. </span></p> <p class="article-body mb-24 px-16"><span>Tällainen murtumisen sieto on poikkeuksellista. Useimmat materiaalit muuttuvat heikommiksi, kun ne kylmenevät. Puhutaan murtumisen siedosta tai murtumissitkeydestä. </span></p> <p class="article-body mb-24 px-16"><span>”Paljon puhutaan grafeenin sitkeydestä. Sen kestävyys on ilmaistu arvolla neljä”, sanoo </span><a class="article-personlink" href="https://www.hs.fi/haku/?query=Robert%20Ritchie." rel="nofollow ugc noopener">Robert Ritchie.</a><span> Hän on Kalifornian yliopiston tekniikan professori Berkeleyssä.</span></p> <p class="article-body mb-24 px-16"><span>”Tämän materiaalin sitkeys (toughness) on 450–500 megapascalia kertaa metrin neliöjuurta kohden (murtumissitkeyden yksikkö). Nämä ovat käsittämättömiä lukuja.”</span></p> <p class="article-body mb-24 px-16"><span>Lawrencen kansallinen laboratorio Berkeleyssä kertoi</span><a class="article-genericlink" href="https://www.livescience.com/toughest-material-nickel-cobalt-chromium-alloy" rel="nofollow ugc noopener"> Live Science </a><span>-verkkopalvelulle, että lentokoneissa käytetään alumiinisia metalliseoksia, joiden sitkeys on huomattavasti vähäisempi. </span></p> <p class="article-body mb-24 px-16"><span>Uutta materiaalia voi käyttää esimerkiksi avaruudessa, jossa on ääriolot. Maan päällä metalliseos sopii esimerkiksi säiliöiden aineeksi. </span></p> <p class="article-body mb-24 px-16"><span>Ritchie muistuttaa kuitenkin, että kaksi metalliseoksen kolmesta alkuaineesta eli nikkeli ja koboltti ovat kohtuuttoman kalliita. Se rajoittaa tämän </span><a class="article-genericlink" href="https://fi.wikipedia.org/wiki/Metalliseos" rel="nofollow ugc noopener">metalliseoksen eli lejeeringin </a><span>käyttöä.</span></p> <p class="article-body mb-24 px-16"><span class="article-leadin">Kromi-</span><span>, koboltti- ja nikkeliseos on esimerkki metalliseoksesta, jota valmistetaan laittamalla sekoitukseen yhtä paljon jokaista aineosaa.</span></p> <p class="article-body mb-24 px-16"><span>Tutkijat selittivät metalliseoksen ominaisuuksia sen molekyylirakenteella. Metalliseoksen atomit esimerkiksi voivat siirtyä paikoiltaan kovassakin paineessa. Tällöin ne voivat liukua toistensa päälle.</span></p> <p class="article-body mb-24 px-16"><span>Liike mahdollistaa sen, että materiaali voi muuttaa muotoaan paineen kasvaessa, eikä se silti murru tai rikkoudu.</span></p> <p class="article-body mb-24 px-16"><span class="article-leadin">Tutkijat</span><span> altistivat kokeessa metalliseoksen ensiksi nestemäiselle typelle, jonka lämpötila on noin miinus 196 astetta celsiusta. </span></p> <p class="article-body mb-24 px-16"><span>Sitten lejeerinki laitettiin nestemäisen heliumiin. Sen lämpötila on peräti miinus 253 astetta celsiusta, kertoo koetta tehnyt </span><a class="article-personlink" href="https://www.hs.fi/haku/?query=Dong%20Liu" rel="nofollow ugc noopener">Dong Liu</a><span>. Hän on fyysikko Bristolin yliopistosta Englannissa.</span></p> <p class="article-body mb-24 px-16"><span>Vasta sitten yhdiste osoitti murtumisen merkkejä.</span></p> <p class="article-body mb-24 px-16"><span>Grafeeni jää selvästi kakkoseksi. Se on luja vain pienessä, nanometrien kokoluokissa, Liu kertoo Live Sciencelle. </span></p> <p class="article-body mb-24 px-16"><span>&quot;Grafeeni voi yllättäen särkyä pirstaleiksi, kuin lattialle heitetty muki.”</span></p> <p class="article-body mb-24 px-16"><span class="article-leadin">Testatut</span><span> kromi-, koboltti- ja nikkeliseosnäytteet olivat tupakka-askin kokoa. Se tarkoittaa, että yhdiste säilytti lujuutensa arkipäivän esineiden kokoluokassa.</span></p> <p class="article-body mb-24 px-16"><span>”Jos kuljetat autolla vetysäiliötä, joka on valmistettu hauraasta materiaalista, sinulla on käytännössä pommi mukanasi.”</span></p> <p class="article-body mb-24 px-16"><span>”Mutta pommia ei ole, jos säiliö on valmistettu tästä seoksesta”, , Liu sanoo. </span></p> <p class="article-body mb-24 px-16"><span>Ritchie haluaa nyt kehittää uusia seoksia, jotka voisivat olla yhtä lujia.</span></p> <p class="article-body mb-24 px-16"><span class="article-leadin">Alkuaineiden </span><a class="article-genericlink" href="https://fi.wikipedia.org/wiki/Jaksollinen_j%C3%A4rjestelm%C3%A4" rel="nofollow ugc noopener">jaksollisen järjestelmän taulukossa</a><span> on kymmeniä alkuaineita, joista voi tehdä metalliseoksia. </span></p> <p class="article-body mb-24 px-16"><span>”Kolmen, viiden tai seitsemän yhdisteleminen tarkoittaa, että uusia kokeiltavia metalliseoksia on periaatteessa miljoonia.”</span></p> <p class="article-body mb-24 px-16"><span>Tutkimuksen julkaisi </span><a class="article-genericlink" href="https://www.science.org/doi/10.1126/science.abp8070" rel="nofollow ugc noopener">tiedelehti Science</a><span>.</span></p> <p class="article-body mb-24 px-16"><span class="article-endnote">Oikaisu 10. tammikuuta kello 9: Jutun otsikossa puhuttiin aluksi kovuudesta, samoin kahdesti tekstissä. Oikein on puhua lujuudesta.Kello 13: Myös sana sitkeys korvattu sanalla lujuus. Kello 18: Otsikossa sanan yhdiste tilalle korjattu seos. Oikaisua 11. tammikuuta kello 18: Oikea käsite on sitkeys, joka liittyy murtumisen sietoon. Korjattu murtumisen siedon yksikkö.</span></p> </div> 2023-03-07T17:25:29+02:00