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鑽石早已不是世上最硬的物質了!這兩種材料遠遠秒殺鑽石!

如果我問你,世界上最硬的物質是什麼?稍微有點常識的人都會脫口而出:「鑽石。」中國的諺語「沒有金剛鑽別攬瓷器活」、情侶之間用鑽石作為定情信物以表示彼此對愛情的忠貞不渝,都是取的鑽石是世界上最堅硬的物質這一寓意。那麼,在科技如此發達的今天,鑽石「硬度王者」的寶座還能坐得穩當么?

非常遺憾,答案是否定的。現如今,已經有兩種新合成的物質,它們的硬度都超過了鑽石,它們是些什麼呢?

第一類,可以說是鑽石的近親,它叫做鑽石納米棒複合體,因為組成它的分子大小達到了納米級別,因此被稱為納米鑽石。這種人工合成的材料最早出現在2003年,是科學家在進行石墨的壓制時偶然間製得的,當時只是發現它的硬度非常大,超過了普通的鑽石,但並未進行深入的研究。直到2005年,才陸續有科學家對納米鑽石進行專門深入研究。

其中,德國的一名科學家成功地研製出了納米鑽石的製造方法。反應的原料是石墨和富勒烯,石墨,想必大家都很熟悉,鉛筆芯就是由石墨構成的,其實富勒烯,大家也不陌生,他就是C60,也叫足球烯。這兩種反應物都是由碳原子構成,它們的反應條件是升溫到2000攝氏度,加壓18.2385百萬帕,相當於大氣壓的180倍,十分苛刻。這樣,它們才會壓縮成納米鑽石。

眾所周知,結構決定性質,由於納米鑽石內部碳原子層層互鎖,這比鑽石的四面體結構更優越,因此,它們的硬度才會超過金剛石。除了硬度上無可比擬之外,它們還不易被壓縮,具有超高的熔點,耐磨性也是無可替代,因此,在工業上得到了廣泛的應用。

第二類硬度超過鑽石的物質也是人工合成的,它就是碳炔。兩年前,在奧地利的一間實驗室里碳炔誕生了。組成碳炔的也是碳原子,和金剛石的組成元素相同。它是迄今為止,人類所製造的最強的材料。形象點說,它比鑽石硬上50多倍。有趣的是,這種最硬的物質也是「剛柔並濟」 的,它具有良好的柔韌性,能夠以類似於DNA雙螺旋的形式發生扭曲。除了以上兩點,碳炔還有獨特的電力學特性,如果將碳炔拉長到原來長度的103%,它就可以實現導體到絕緣體的轉變,這為它提供了廣闊的應用前景。

不幸的是,因為碳炔性質不穩定,目前沒辦法批量成產。現在,科學家所合成的最長的碳炔大約只有6000多個碳原子。

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