Wat is de sterkste stof ter wereld

Die vraag is eigenlijk best lastig. Het hangt er namelijk helemaal vanaf wat je bedoelt met "sterk". Treksterkte? Hoe hard iets is? Of hoe goed het tegen samendrukken kan? Er zijn een paar materialen die de kroon kunnen claimen, afhankelijk van je definitie. Op dit moment heeft koolstof nanobuisjes (CNT's) de hoogste treksterkte, maar grafeen, diamant, en zelfs polymeren zoals Kevlar en Dyneema doen niet onder. Elk in hun eigen straatje, natuurlijk.

Welk materiaal heeft de hoogste treksterkte?

Als het puur om treksterkte gaat – dus hoe goed iets weerstand biedt tegen uit elkaar trekken – dan zijn koolstof nanobuisjes (CNT's) de absolute baas. Stel je voor: kleine cilindertjes van koolstofatomen, en die zijn tot wel 100 keer sterker dan staal. En ze wegen bijna niets! In theorie kan zo'n buisje een treksterkte van 100 gigapascal (GPa) halen. Hoogwaardig staal haalt hooguit 2 GPa. In de praktijk liggen de gemeten waarden wat lager door imperfecties, maar het is nog steeds niet te evenaren.

Wat is het hardste materiaal op aarde?

Als je hardheid bedoelt – hoe goed iets tegen krassen kan – dan is diamant de klassieke winnaar. Diamant scoort een 10 op de hardheidsschaal van Mohs, extreem moeilijk te krassen. Maar er is recent wat onderzoek geweest dat twee materialen laat zien die diamant kunnen evenaren of overtreffen: Wurtziet boornitride en Lonsdaleiet (een hexagonale vorm van diamant). Die zijn zeldzaam in de natuur, maar in het lab zijn ze tot 58% harder dan gewone diamant. Toch blijft diamant voor de meeste praktische dingen het hardste dat je gewoon kunt krijgen.

Wat is het sterkste synthetische polymeer?

In de wereld van kunststoffen is Dyneema (ook wel UHMWPE of Spectra) een van de sterkste. Dit polyethyleen met een extreem hoge moleculaire massa is tot 15 keer sterker dan staal en lichter dan water. Je vindt het in kogelwerende vesten, touwen voor schepen, en medische hechtingen. Kevlar is ook extreem sterk, bekend om zijn treksterkte en hittebestendigheid, maar Dyneema is meestal sterker als je naar gewicht kijkt.

Wat is het sterkste materiaal in de natuur?

Moeder natuur heeft ook wat trucjes. Spinnenzijde, vooral van de darwinschorsspin, is een van de sterkste natuurlijke vezels. De treksterkte is vergelijkbaar met hoogwaardig staal, maar veel elastischer. Nacre (parelmoer) in schelpen is extreem sterk onder druk en tegen stoten. En been en tandglazuur zijn ook indrukwekkende natuurlijke composieten. Maar eerlijk, geen natuurlijk materiaal haalt de pure treksterkte van synthetische koolstof nanobuisjes.

Vergelijking van sterke materialen (data tabel)

Checklist: Hoe kies je het sterkste materiaal voor jouw toepassing?

• Bepaal de gewenste eigenschap: Wil je dat het niet uitrekt (treksterkte)? Niet indeukt (druksterkte)? Tegen krassen kan (hardheid)? Of stoten opvangt (slagvastheid)?
• Overweeg gewicht: Voor dingen die je draagt (vesten, drones), zijn lichte materialen zoals Dyneema of koolstofvezel veel beter.
• Denk aan de omgeving: Moet het tegen hoge temperaturen? Kevlar is dan goed. Dyneema smelt bij lage temperaturen. Let daar op.
• Kosten en beschikbaarheid: Koolstof nanobuisjes zijn duur en moeilijk in bulk te maken. Staal en Kevlar zijn betaalbaarder.
• Productiemethode: Kun je het in de gewenste vorm gieten, weven of 3D-printen? Sommige materialen zijn lastig te verwerken.

Veelgestelde vragen (FAQ)