地球上最堅硬的材料！科學家找到了一種彎曲和拉伸鑽石的方法

在彎曲和拉伸方面，鑽石並不是第一個想到的材料，但是科學家們已經找到了一種方法來操縱地球上最堅硬的礦物之一——它可能會導致一系列的技術進步。

鑽石不僅堅硬，而且易碎。但是新的研究表明，在很小的範圍內，當鑽石以納米針的形式存在時，材料可以彎曲並拉伸多達9%。

這遠遠超過了標準的1%的散裝物質的靈活性。

據研究人員稱，知道鑽石納米針具有這種額外的延展性，可以幫助各種領域，從將藥物輸送到癌症細胞，到改善數據存儲設備的設計。

「看到納米級鑽石能夠承受的彈性變形量是非常令人吃驚的，」麻省理工學院的明道(Ming Dao)說。

為了實現這一壯舉，科學家們使用了化學氣相沉積過程——本質上是用化學反應在非常小的尺度上製造物質塗層，這是用來在今天的電子產品中製造許多部件的。

這個過程產生的微小的鑽石針在兩微米以上的大小，然後由一個鑽石尖端推動，並在電子顯微鏡下檢查。

根據研究團隊的說法，你可以把它們想像成一些牙刷下面的橡膠小技巧。

通過實驗測試和詳細的計算機模型，研究人員能夠計算出鑽石針的精確斷裂點。這比預期的要高。

高達9%的拉伸應變，一旦壓力被移除，變形就完全改變了——如果針是由單個鑽石晶體構成的。

香港城市大學的楊璐說:「我們開發了一種獨特的納米力學方法來精確控制和量化納米金剛石樣品中分布的超大型彈性應變。」

研究人員指出，鑽石納米針能夠像這樣彎曲的部分原因是由於缺少缺陷和相對光滑的表面。

下一步是更詳細地研究鑽石的性質如何開始改變這種更小的形式-為什麼這些納米針更耐咬，以及增加的壓力如何影響這些性質。這應該會給我們提供一些線索，讓我們知道在未來如何最好地使用它們。

鑽石的用途不僅限於昂貴的珠寶，還包括生物感測和生物成像設備、藥物輸送、下一代硬碟、光學機械設備和超強納米結構。

例如:就在上個月，科學家們研究出了如何在室溫下製造出一種能在室溫下工作的鑽石微波激射器——一種可以在機場使用的醫用掃描儀和安全掃描的激光。

擁有一種具有額外彈性的新型鑽石，以及不同種類的熱、光、磁和電特性，可以使這種材料更有用。

「當彈性變形超過1%時，通過量子力學計算，預計會發生重大的物質屬性變化，」來自伊利諾伊州西北大學的黃永剛說，他沒有參與這項研究。

「在鑽石中，有控制的彈性應變在0到9%之間，我們預計會看到一些驚人的變化。」

這項研究發表在《科學》雜誌上。

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