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让金刚石有颗“玻璃心”

科普小知识2022-10-30 08:17:03
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让金刚石有颗“玻璃心”

被称为“硬度之王”的钻石也有“易碎”的一面:作为一种晶体材料,由于其规则排列的原子结构,其性质具有高度的方向性。换句话说:有些方向特别困难,而其他方向相对薄弱。北京高压科学研究中心研究员曾郑丹团队最近合成了一种原子排列无序的新型碳材料——玻璃状金刚石,弥补了传统金刚石的这一缺陷。这种材料的硬度可以和金刚石一样高,并且在各个方向上的性能可以非常均匀,或者这种材料可以成为一种“无懈可击”的新材料。相关的研究结果最近发表在《自然通讯》杂志上。

曾郑丹3日在接受《科技日报》采访时表示,碳原子的排列非常灵活。它可以像积木一样。不同的排列和组合可以形成具有不同性质和结构的各种碳材料。钻石和石墨是典型的例子。碳原子的这一特性也为寻找新的碳材料提供了巨大的探索空间。

钻石,俗称“钻石”,是自然界中最坚硬的天然材料,具有最高的热导率、熔点和高可见光折射率。这些优异的性质主要是由于在每个碳原子和相邻的4个碳原子之间形成了非常强的化学键,而它们的“缺点”主要是由于规则(结晶)原子排列引起的方向上的不均匀性质。有办法弥补这个缺点吗?

最近,曾郑丹的团队首次在约50万个大气压和1500摄氏度下合成了巨大的玻璃状钻石。这种新材料的内部化学键与传统金刚石的化学键相同,而且它还有一个“blx”——内部原子排列被证明是高度无序的。因此,它不仅具有与金刚石相当的极高强度,而且像玻璃一样在任何方向都具有均匀的性能,有望成为已知最强的玻璃材料。

“blx”钻石的出现也让你在选择“钻石永恒,钻石永恒”的钻戒时有了额外的选择:“你想选择水晶还是玻璃?”