tl;dr Was ist das stärkste Glas, das aus einer einzigen, einigermaßen reichlich vorhandenen, natürlichen Quelle hergestellt werden kann? (Ohne Nuklear- oder Quantenfertigung)
Also entwickle ich eine Figur für eine Geschichte. Er hat Kräfte, die der Alchemie in Full Metal Alchemist sehr ähnlich sind, und in FMA haben sie das Gesetz des äquivalenten Austauschs, das besagt:
Die Menschheit kann nichts gewinnen, ohne zuerst etwas dafür zu geben. Um zu erhalten, muss etwas Gleichwertiges verloren gehen.
Im Grunde verwendet er Magie, um aus anderen Dingen etwas zu machen. Auf atomarer Ebene (seien wir nicht süß und bringen die Quantenmechanik ins Spiel. Er transformiert Elemente.)
Außerdem kann er aufgrund fehlerhafter Geometrie und Geologie keine kristalline Form garantieren (keine Diamant-Niedlichkeit). Sein Leben ist ein Chaos, aber er entschuldigt sich nicht. Versagende Chemie ist der Grund, warum er nicht einfach eine Explosion oder eine chemische Waffe heraufbeschwören kann.
Aber das ist alles in Ordnung mit ihm. Er kann einfach harte, stechende Dinge aus der Natur erscheinen lassen und die Angst der Lebewesen ausnutzen, erstochen zu werden. Im Grunde stellt er also Glas her (dazu gehört auch metallisches Glas ).
Meine Frage also: Was ist das stärkste Glas, das er ausschließlich aus einer gewöhnlich vorkommenden natürlichen Umgebung herstellen kann?
Schlüsselpunkte, die ich verwenden werde, um eine Antwort zu beurteilen:
Es gibt ein weit verbreitetes Missverständnis über den Unterschied zwischen hart und hart. Harte Materialien können viel Belastung aushalten, ohne zu brechen . Hart bedeutet, dass das Material schwer einzudrücken ist. Also frage ich mich: Lassen Sie einen Rubin (hart) von einem hohen Gebäude fallen. Wird es zerkratzt? Nein. Aber wird es zerbrechen? Wahrscheinlich. Schlimmer noch, es gibt mathematische Gleichungen, die zeigen, dass ein Material nicht gleichzeitig wahnsinnig hart und zäh sein kann. Also versuchte ich, ein Glas zu finden, das zumindest etwas hart und etwas stark war. Ich präsentiere:
http://www.pnas.org/content/105/51/20136.short
Titan-BMG
Dieses Glas verwendet Titan (berühmt für Härte) und Zirkonium in Glas, um ein Glas herzustellen, das härter als Stahl und vor allem zäher ist . Wenn Sie gegen Fleisch antreten, würde ich etwas mit mehr Härte und weniger Zähigkeit vorschlagen, aber jede Art von Rüstung und Ihr Glas- oder Korundspeer werden zerbrechen. Probieren Sie stattdessen dieses aus!
Was ist das stärkste Glas, das er ausschließlich aus gewöhnlich vorkommender natürlicher Umgebung herstellen kann?
Obwohl Glas nicht kristallin ist, besteht es dennoch aus einem Ionengitter; es ist einfach sehr unregelmäßig und sich nicht wiederholend.
Was Sie erreichen möchten, ist Festigkeit, dh Bruchfestigkeit. Dies kann erreicht werden, indem das Ionengitterwerk einer wirklich starken Druckspannung ausgesetzt wird, so dass ein Bruch kaum oder gar keine Chance hat, sich zu bilden.
Eine Möglichkeit, dies zu tun, besteht darin, das Glas in einem bestimmten Temperaturbereich zu erhitzen und es dann plötzlich abzukühlen, so dass die Außenseite mit einer anderen Geschwindigkeit schrumpft als die Innenseite, was zu einer großen Restspannung führt . Um das Glas zu zerbrechen, müssen Sie zuerst diesen Stress überwinden; So können Batavian Tears (alias Prince Rupert's Drops) dem Aufprall einer Kugel standhalten.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, das Gitter aus seiner natürlichen Form zu zwingen; Dies ist immer noch ein wenig genutzter Zweig der Chemie, aber er bringt Dinge hervor, die stärker explodieren, als sie sollten ( Octanitrocuban ), Federn, die elastischer sind, als sie sein sollten, und Glas, das viel stärker ist, als es sein sollte .
Der Gitterstreckungsprozess wird normalerweise durchgeführt, indem Atome und Gruppen durch andere Atome und Gruppen ersetzt werden, die kompatibel, aber viel kleiner oder größer sind als die, die sie ersetzen. Wenn Sie Natrium durch Kalium ersetzen, erhalten Sie Gorilla-Glas; Wenn Sie es durch andere Metalle ersetzen, erhalten Sie "transparentes Aluminium" (kein echtes Aluminium, Mr. Scott, ich weiß!) Und andere Gläser mit hoher Zugfestigkeit.
Ich habe gelesen, dass Gorilla-Glas etwa 20-30% der maximalen theoretischen Belastung ausmacht, der das Gitter standhalten kann (dh wenn Sie es zehnmal stärker machen würden, würde es von selbst explodieren). Dies verwendet zunächst normales Natron-Aluminosilikatglas, was meiner Meinung nach Ihr Fall ist - sonst hätten Sie eine andere Keramik.
Ich denke also, dass eine drei- bis vierfache Stärke von Gorilla-Glas erreichbar ist, wenn Sie die Materie fein genug kontrollieren.
Dies ist auch als Moissanite (SiC) bekannt. Es ist fast so hart wie Diamant. Die Farbe variiert, ist aber im Allgemeinen transparent.
Wenn die Abwesenheit von Kohlenstoff eine harte Anforderung ist, dann ist Korund ( ) würde auch funktionieren. Im Allgemeinen transparent, außer wenn es mit Verunreinigungen verunreinigt ist. Bei Verunreinigung mit Chrom verfärbt sich Korund rot und bildet Rubin. Korund liegt auf der Mohs-Härteskala direkt hinter Diamant.
Solange diese nur Stichwaffen sind, sollten Moissanit und Korund gut funktionieren. Wenn keines davon akzeptabel ist, können weitere Messungen an den härtesten Kristallen durchgeführt werden. Denken Sie daran, dass der einzige Unterschied zwischen langweiligem, alltäglichem Graphit und einem Diamanten darin besteht, wie der Kristall geformt ist.
Silizium, Kohlenstoff, Bor, Sauerstoff und Stickstoff sind alle sehr verbreitete Elemente. Sich zu den richtigen Kristallen zu formen, macht sie umwerfend stark. Fast jeder Stein, den Sie sehen, besteht aus Silizium und Sauerstoff. Es würde Ihnen sehr schwer fallen, die Rohstoffe auszugehen.
JSCoder sagt, dass Monica wiederhergestellt wird