もっとも頑丈な素材

質問

子供っぽい質問ですが、現在、開発可能な素材でもっとも頑丈なものはなんなんでしょうか。
頑丈さの定義としてはその素材で出来た塊を壊すのにどれだけ苦労するか、とします。

頑丈な資材と言えばマルエージング鋼とかタングステンカーバイドだとか、チタン鋼とか、あるいはFRPとか高密度プラスティックとかいろいろあると思います。
特に深い理由があるわけではなく、昔、俳優の藤岡弘が特殊合金で出来た刀で車の扉を半分ほど叩ききり、その刀にリアル斬鉄剣と名づけたという話を聞いて、ふと好奇心が沸いたので質問してみました。
工学の類には素人なので簡単でけっこうです。詳しく強度について解説してくれたらそれはそれでうれしいですが。よろしくお願いします。

回答No.6

larme001 · ベストアンサー

頑丈というのは、割れにくくて、変形しにくいということですが、本来はこれらの２つの事実というのは反する概念なのです。

たとえば、ガラスやダイヤモンドは硬いですが、亀裂が入るとすぐ割れます。変形しやすいというのは、それだけ衝撃を分散する力があるという意味でもあるので、最近では車のボディでも衝撃吸収ということで意図的につぶれるようにも出来ています。重要なのは、人間の乗っている心臓部が生き残ればいいことですし、逆につぶれない場合ダイレクトに人体に衝撃が伝わることになり危険だからです。

ちなみに、ダイヤモンドは丈夫ですが、加工するときはウォータカッターなんかで切れるみたいですし、そうすると水が最強？ともいえます。実際鉄の加工でも使われています。

「硬くて、かつ十分なしなやかさを持つ(すなわちもろくない）」をうまく満たすように、、といったら日本刀ですね。無敵ではないにしろ、実に「折れず、曲がらず、良く斬れる」を出来る限り引き出したともいわれています。興味があれば「日本刀のつくりかた」を探してみてください。

お礼

ご回答ありがとうございます。
日本刀は私も大好きです。そもそもこの質問をしたきっかけはリアル斬鉄剣の記事ですし。なんでも正宗なんかは軟鉄と硬鉄が10万を超える層を形成している、なんて話を聞いたことがあります。ダマスカス鋼もびっくりですね。神社に奉納されてる鎌倉時代の斬馬刀もすごいですよね。
和槍や薙刀の刃なんかにも興味がありますね。武術雑誌の刀の特集記事で、古流剣術家が長巻で畳10枚重ねを叩ききったり、固定していない濡らした巻き藁の束を、日本刀の刃を密着させた状態から、ワンインチパンチの刀版みたいな技で切断する企画がありましたが日本刀と日本武術の奥深さに感動したものです。

回答No.5

mazeran

この地球上でもっとも「機械的強度」の高い物質は、実は「ガラス」なんです。・・・と、専門家から聞いています。

割れ易いし脆いし・・・と思われていますが、「割れる」と言う現象は目に見えないほど小さなヒビがガラスの表面にあり、そのヒビに沿って割れてしまうわけで、もしその小さなヒビを無くしたら、恐らく壊すことは不可能だと言われています。

お菓子などの「袋」には、開けるために「Ｖ字型」の切れ目が入れてあり、丈夫な袋もそこから開けようとすると簡単に開きます。
これと同じ原理でガラスは「割れ易い」と思われているのです。
その袋を単純に引っ張って千切ろうとしても、簡単には千切れませんよね。これと同じでガラスは強いのです。
ガラスを構成している「分子」の結合の強さは、他のどんな物質より強いからだと言われています。

http://www.osgco.com/glass.htm

上から１／３程度の部分にも記述されています。

そして、このガラスの性質を応用したいろいろな物質が研究されています。
検索すると、いろいろな情報が出てくるようです。

お礼

そうなんですか！私も仕事で、電子顕微鏡用の薄切切片を作るとき、ガラス製のナイフを使っておりますが、なんでも文字どおり原子レベルの鋭さが実現できるのはガラスかダイヤかエメラルドくらいだといわれました。

海底二万マイルでネモ船長がガラスの強靭さについて語るシーンを思い出しました。
ご回答ありがとうございます。

回答No.4

fantom

カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）
引っ張りに対する強度は恐らく一番かと思います。
地球と宇宙を結ぶ軌道エレベータのケーブルの有力候補のようです。

強い弾力性もあり、そして軽いという特徴もあるので、
刀に加工できたとすれば最強かもしれません。

参考URL：

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AB%E3%83%BC%E3%83%9C%E3%83%B3%E3%83%8A%E3%83%8E%E3%83%81%E3%83%A5%E3%83%BC%E3%83%96

お礼

ご回答ありがとうございます。
カーボンナノチューブってすごいんですね。なんでもぐにゃぐにゃ曲げられる電子回路だとか、紙なみの薄さのモニターだとかが作れるとか。軌道エレベーターはいつかできるといいなあ。

SF小説で刃の部分にカーボンモノフィラメントを織り込んだスーパー日本刀とやらが出ていました。ある意味技術の無駄遣いな気もしないではないですね。

回答No.3

kikanbo

丈夫というと「引っ張ってもちぎれない」というのも「丈夫」ですよね
スチールについていうと日本で製鉄したものと海外で製鉄したものも違います。
日本の技術はすごいです。
缶コーヒーの缶って昔は上の蓋、側面、底の３つのパーツ（３ピース缶）から作られてましたけど、最近は上の蓋とそれ以外の2つの部品（２ピース缶）ですよね。
あれって深絞りって技術なんですけど、平らな板の真ん中を型に押し付けて、コップ状の部品を作るんです。そのときに海外の鉄だと途中でちぎれちゃうんです。日本の鉄だからできるんですよ。スチール缶がアルミ缶に代わりつつありますよね。３ピース缶より２ピース缶のほうがコストが安いんです。アルミよりスチールのほうがコストが安いんです。
いい鉄じゃないとできないことです。
ダイヤモンドが固いというのは「硬度」という数値の話です。
といったことが下記サイトに出てました。
http://zatugaku.net/

参考URL：

http://zatugaku.net/

お礼

ご回答ありがとうございます。
日本の製鉄技術の高さは以前から聞き及んでいました。
やはり日本刀を生み出した国なんですね。

回答No.2

kikanbo

ケースバイケースです。
ダイヤモンドはゆっくり力を加えたときは強いですが、衝撃には弱いです。

鉄鋼は固め方にもよります。
純度にもよります。
結晶の大きさが大きいほどクラックが入りにくいので硬いです。

おしっこの結晶もかなり硬いです。
びっくりします。
「藤岡弘」は「藤岡弘、」です。

お礼

ご回答ありがとうございます。
ダイヤモンドを金槌の一撃で粉砕するのをテレビでやってましたね。やはり鋼鉄のように粘りがあるもののほうが強度は上なんですね。
鋼鉄の強度については工学部の友人が、分子の粒径がどうのこうのと言ってましたがいまいち理解しきれませんでした（笑）
おしっこの結晶というとシュウ酸カルシウムあたりでしょうか？そんな硬い結晶ができるなんてはじめて聞きました。

＞「藤岡弘」は「藤岡弘、」

知りませんでした。ありがとうございます。

回答No.1

suzukikun

大きさを問わなければ人造ダイヤではないですか？

お礼

ご回答ありがとうございます。
お礼が送れて申し訳ありません。
人造ダイヤですか。私も人造ダイヤでできたガラス切りを使ったことがあります。硬度なら最高みたいですね。人造と天然だと硬さとかで違いはあるんでしょうかね。