新型碳材料：硬度像钻石弹性超橡胶

中美研究人员9日在美国杂志《科学进步》上报道称，他们已经开发出一种轻质、超强的新型碳材料，这种材料像钻石一样坚硬，比橡胶更有弹性，而且具有导电性。燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室的研究带头人之一赵志胜教授说:“这种碳材料结合了石墨和金刚石的最佳特性，具有优异的综合性能。”。"它有许多潜在的应用，如军用装甲和航空航天等领域."

碳有许多同素异形体，如石墨、金刚石、富勒烯、碳纳米管、石墨烯、玻璃碳等。石墨在压力下可以转变成超硬金刚石。

在新的研究中，赵志胜和另一位通讯作者，燕山大学的田永军教授等人在高压和相对温和的温度条件下，以玻璃碳为原料合成了新的碳同素异形体。它是通过压缩玻璃碳获得的，并保留了玻璃碳的一些特性。研究人员将其命名为“压缩玻璃碳”。

赵志胜说，以前有人研究过玻璃碳在室温或高温下的高压转化，但制得的碳材料卸压后又变回了玻璃碳。在高压和高温下，玻璃碳直接转化为金刚石。最新研究在中温下对玻璃碳施加高压，这不仅可以使玻璃碳发生相变形成新的碳材料，而且温度不足以使其变成金刚石。

据介绍，压缩玻碳具有以下特点:它是一种类似石墨的轻质材料，其单轴抗压强度是普通金属及合金材料的5倍以上，也远高于普通陶瓷材料；比强度(即强度重量比)极高，是碳纤维、聚晶金刚石、碳化硅和碳化硼陶瓷的2倍多。硬度极高，高硬度的碳化硅单晶片容易雕刻。它具有很高的弹性回复率，明显高于普通金属和陶瓷，甚至高于高弹性形状记忆合金和有机橡胶等。此外，它还具有导电性。

赵志胜表示，他们将进一步开发合成方法，最终目标是开发超高强度、超高硬度和超高弹性的材料。