Dazu habe ich mehrere Ideen.

Materialien existieren im Kalten Regime

Dinge, die wir bei unseren normalen Temperaturen als fest betrachten, verlieren jegliche Elastizität und Duktilität, bevor sie auf 4 K herunterkommen .

Aber was ist mit Materialien, die bei unserer Temperatur nicht existieren könnten ? Wie wir bei der Erforschung von Leben auf Siliziumbasis herausfanden, würden direkte Analoga von organischen Molekülen, die Si für C verwenden, kryogene Temperaturen erfordern, um zu existieren. Es könnte also möglich sein, etwas zu entwerfen, das genug Bindungsstärke hat, um zusammenzuhalten, aber nicht zu viel, um jede Bewegung bei 4 K zu verhindern . Bei deutlich wärmeren Temperaturen würden die Moleküle auseinanderfliegen.

Dies könnte sowohl für elastische (Gummi) als auch für duktile (Metall) Materialien gelten.

Material widersteht Sprödigkeit

Ein Material kann zu spröde, aber dennoch sehr hart sein. Wenn es keine Fehler in der Mikrostruktur gibt, kann es sich als sehr schwierig erweisen, überhaupt zu splittern, und jeder Chip, den Sie machen, wird kleine Absplitterungen sein (die Kraft nimmt nur ab, wenn sie sich ausbreitet). Ein perfekter Kristall kann also in Bezug auf die Stärke in Ordnung sein.

Es gibt auch Verbundwerkstoffe. Wenn wir stark und flexibel nicht kombinieren können, weil es nichts Flexibles gibt, haben Sie zumindest noch eine Kombination. Dies sorgt immer noch für den Effekt, dass sich Risse nicht weiter als bis zum Bruch einer Faser ausbreiten können. Die Materialgrenze stört Bruchkräfte und reflektiert sogar die Kraft.

Das spröde Regime vermeiden?

Der verlinkte Physik-Beitrag behandelt den Übergang von duktil zu spröde

Temperatur Art von Karten zu Zeit und Informationsübertragung. Bei hohen Temperaturen bewegen sich Partikel/Versetzungen schneller und leichter als bei niedrigeren Temperaturen. Somit wandern Informationen (Spannung, Dehnung, ...) durch die Probe. Es bleibt mehr Zeit, sich zu bewegen und zu verschieben, um zu versuchen, den ausgeübten Stress oder die Belastung zu verringern.

Wissen Sie also, warum Diamant ein besserer Wärmeleiter ist als Kupfer, obwohl es kein Metall ist? Phononen . Wenn Informationen über die Spannungen durch Elektronendichtewellen abgetragen werden könnten, die die tatsächlichen Atomverschiebungen des Materials verstärken, können Sie supersprödes Verhalten vermeiden.

Vielleicht ist das nicht wahr – aber es ist eine tolle Handbewegung für eine wissenschaftlich fundierte, nicht dumme Geschichte!

Phasenwechsel

Schon mal was von Nitinol gehört ? Vor einigen Jahren war superelastisches Nitinol der letzte Schrei für Brillenfassungen und Uhrenarmbänder.

Wie wirkt festes Metall gummiartig ? Die Spannung verursacht einen hohen Druck, der einen Phasenübergang zu einem kleineren Kristall bewirkt. Wenn es losgelassen wird, erscheint es wieder in der größeren Form!

Die Atome reißen sich also nicht aus ihren Bindungspositionen und werden somit nicht beschädigt. Es könnte möglich sein, diese Eigenschaft in ein Material bei 4K zu integrieren, nicht mit einer einfachen Legierung, sondern mit einem komplexen Material oder sogar mit Körnern, die als Metamaterial fungieren.

Supermaterialien

Erinnern Sie sich an diese Antwort ?

Solche niedrigen Temperaturen ermöglichen Supereffekte wie Supraleitung, also besteht die Lösung vielleicht darin, diese Vorteile zu nutzen. In meinem „plausiblen Supermaterial“ werden winzige Teile in der Größe von Mineralkörnern durch Flussmittelfixierung an Ort und Stelle gehalten, wodurch die normalen physikalischen Stärken von Atombindungen überwunden werden und eine Überdehnung reversibel statt beschädigt wird.

Die 4K -Temperatur macht dies nach heutigem Wissen einfacher zu erreichen. Sie können ein duktiles Verhalten auf der Skala einzelner Körner erhalten, indem Sie das Flussmittel-Pinning durch normale Atombindungen ersetzen. Selbst wenn es nicht die futuristische Fähigkeit hat, die Einheiten dorthin zurückzufliegen, wo sie hingehören, zeigt eine einfache Masse dieses Materials das duktile Verhalten eines Metalls bei Raumtemperatur, sogar ohne Anhäufung von Bruchwachstum oder „Kaltverfestigung“. da die einzelnen Körner sehr hart und spröde sind.

Und das war die Antwort, die ich im Sinn hatte, als ich Ihren ersten Kommentar zu diesem Thema sah: Konstruieren Sie die Masseneigenschaften, indem Sie korngroße Einheiten normaler Materie und supraleitende Effekte zwischen ihnen verwenden, um die Beschränkungen der verfügbaren Atombindungen zu umgehen.

Siehe zunächst: https://physics.stackexchange.com/questions/130803/does-extreme-cold-make-everything-extremely-brittle

Ein erwärmter, wärmeleitender Kunststoff würde funktionieren, Polymere können so konstruiert werden, dass sie eine Vielzahl von Eigenschaften aufweisen, einschließlich für kryogene Anwendungen. Sie neigen auch dazu, Metalle in Bezug auf die Dichte zu übertreffen. Ich würde erwarten, dass dies immer noch empfindlicher ist als ein normaler Jetski, aber nicht zerbricht, wenn Sie versuchen, sich zu drehen.

Bonuspunkte, es wird warm genug sein, um das Helium zu kochen und einen Leidenfrost-Effekt zu erzeugen, der tatsächlich (bruchteil) höhere Reibung als Helium hat, aber auch vor Kapillarwirkung schützt, die den gesamten Aufbau mit einer Heliumschicht bedeckt. Der Nachteil dabei ist, dass die Aufnahme von Helium viel schwieriger sein wird, wenn der größte Teil Ihres Fahrzeugs über dem Siedepunkt von Helium liegen muss. Ich denke, das ist der richtige Ort, um ein weiteres MK4-Plot-Gerät aufzurufen.

In jedem Fall verlassen sich Jetskis beim Lenken stark auf den Luftwiderstand, sodass Sie wie ein Air-Hockey-Puck herumrutschen werden. Ich empfehle Richtungsdüsen für Richtungsautorität.

Quelle zu Kunststoffen: https://www.curbellplastics.com/Research-Solutions/Industry-Solutions/Challenging-Environments/Plastics-for-Extreme-Temperature-Applications

Flexibilität, oder besser Elastizität, ist auf atomarer Ebene auf die Fähigkeit der Moleküle zurückzuführen, aus denen das Material besteht, um ihre Positionen verschoben zu werden, ohne ihre Bindungen zu brechen. Dies erklärt, warum Kunststoffmaterialien (aus langen, flexiblen Spaghetti-ähnlichen Ketten von Kohlenstoffatomen hergestellt) flexibler sind als ionische Kristalle.

Wenn Sie Ihre Temperatur auf fast 0 K senken (und flüssiges Helium ist dort in der Nähe), nageln Sie die Moleküle eines beliebigen Materials an ihre Position, wobei jede Verschiebung zum Aufbrechen der Bindung zwischen benachbarten Molekülen führt.

Daher befürchte ich, dass die Antwort auf Ihre Frage lautet: Kein Material kann in flüssigem Helium belastbar bleiben

Es geht nicht

Laut dieser Antwort wird bei 0K alles spröde.

Es heißt auch, dass dichte Materialien dazu neigen, sehr stark zu werden und viel Kraft zum Brechen benötigen, aber ein dichtes Material würde Ihnen nicht helfen, da Sie etwas Größeres bauen müssten. Sie müssten es auch noch größer machen, um die Tatsache auszugleichen, dass flüssiges Helium ein Achtel der Dichte von Wasser hat.

Es würde zu diesem Zeitpunkt nicht wie ein Jet-Ski aussehen, und ich glaube nicht, dass die U-Boote auch funktionieren würden, da sie höchstwahrscheinlich auf den Grund sinken würden.

Das flüssige Helium würde auch den Jet-Ski hochfließen und Sie zu Tode erfrieren und alle elektrischen Geräte des Jet-Skis einfrieren, was dazu führen würde, dass Sie mitten im Meer frieren und keine Möglichkeit haben, zurückzukommen.

Um es kurz zu machen, wagen Sie sich nicht in ein Heliummeer.